Водотрубный котёл

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в водогрейных, термомасляных и других жидкостных котлах.
Известен водогрейный котел, содержащий вертикально расположенный корпус с топкой и внешней конвективной частью, охватывающий топку, отделенной от нее цилиндрической перегородкой и сообщенный с ней через кольцевой зазор, образованный цилиндрической перегородкой и днищем котла, грелку, установленную в крышке котла в зоне топки, подводящие и отводящие коллекторы, поверхности нагрева топочного экрана, образованные секциями спиральных труб, подсоединенных к подводящему и отводящему коллекторам, поверхности нагрева конвективной части, состоящие из внутренней и внешней части, выполненных из спиральных труб (патент RU №2327082, МПК F24H 1/00 2007).
Однако, известный котел характеризуется ограниченной производительностью из-за вертикальной конструкции, не предназначен для работы в «конденсационном режиме», с наиболее высоким КПД, имеет недостаточную экологичность и недостаточную компактность, особенно по ширине по фронту котла.
Задачей полезной модели является получение конструкции котла практически не ограниченной производительности с высоким КПД, предусматривающим возможность работы в «конденсационном режиме», пониженным содержанием окиси углерода и окислов азота в уходящих продуктах сгорания, устойчивого к накипеобразованию, с минимальной шириной по фронту котла.
Поставленная задача решается тем, что в водотрубном котле, содержащем горизонтально расположенную овальную топку, образованную многовитковыми овальными спиралями из труб, соединенными концами с двумя горизонтальными боковыми коллекторами, горелку, установленную в переднем торце топки, конвективную часть расположенную снизу топки, состоящую из горизонтальных рядов труб, установленных вдоль котла, соединенных концами с передним и задним коллекторами конвективной части, отводящий газоход, расположенный снизу конвективной части котла, горизонтально расположенная топка имеет в поперечном сечении форму вертикально установленного овала, ось горелки установлена горизонтально по центру овала, а соседние витки спиралей топки в нижней своей части имеют различающийся радиус, увеличивающий живое сечение выхода продуктов сгорания из топки,
а так же тем, что в заднем торце топки может быть установлен отражающий излучение факела экран, увеличивающий полноту и качество сгорания топлива; количество труб в горизонтальных рядах конвективной части может уменьшается по ходу движения продуктов сгорания; внутри коллекторов топки или конвективной части могут быть установлены перегородки, создающие два или более последовательных потока теплоносителя; трубы конвективной части могут быть расположены в шахматном порядке и иметь наружное оребрение.
На Фиг. 1 представлен предлагаемый водотрубный котел.
На Фиг. 2 представлен поперечный разрез предлагаемого водотрубного котла.
На Фиг. 3 представлена гидравлическая схема предлагаемого водотрубного котла.
Предлагаемый водотрубный котел содержит горизонтально расположенную овального сечения топку 1 и конвективную часть 2 расположенную снизу топки 1, горелку 3, расположенную в торце топки 1 по центру овала топки 1, отводящий газоход 4, расположенный снизу конвективной части 2. Экранная часть топки 1 образована рядами многовитковых овальных спиралей из труб 9, концы которых соединены соответственно с левым 5 и правым 6 коллекторами топки 1, соседние витки спиралей из труб 9 в нижней части могут иметь различающиеся радиусы гибов и увеличенные просветы для прохода газов. В торце топки 1 установлен отражающий излучение факела экран 15. Конвективная часть 2 расположена снизу топки 1 и состоит из нескольких горизонтальных рядов труб 10, которые могут иметь наружные ребра, концы труб 10 соединены гидравлически с передним 8 и задним 7 коллекторами, один из коллекторов 7 или 8 соединен гидравлически с коллектором топки 5 через переход 13, другой коллектор конвективной части имеет патрубок 11 для подвода теплоносителя, для отвода теплоносителя на боковом коллекторе 6 установлен патрубок 12. Снизу конвективной части 2 установлен отводящий газоход 4 и штуцер отвода конденсата 14.
Водотрубный котел работает следующим образом. Из горелки 3 топливная смесь поступает в овальную топку 1, где происходит горение топлива с выделением тепла. Часть выделившегося тепла за счет излучения от факела поглощается экранными поверхностями из многовитковых спиралей из труб 9, при этом за счет овального по вертикали поперечного сечения топки 1 обеспечивается увеличенная рециркуляция продуктов сгорания сверху и снизу факела, повышается качество сгорания топлива и снижается содержание вредностей (СО, NOx и др.) в продуктах сгорания. Установленный в торце топки отражающий излучение экран 15 также повышает качество сгорания топлива. За счет увеличенных просветов между витками спиралей 9 в нижней части топки 1 обеспечивается переход продуктов сгорания из топки 1 в конвективную часть 2. Соотношение между количеством спиралей 9 и витков в них подбирается так, чтобы обеспечить оптимальный расход и скорость теплоносителя. Продукты сгорания проходят сверху вниз конвективную часть 2, через горизонтальные ряды труб 10, которые могут иметь оребрение и расположены в шахматном порядке, при этом горизонтальные ряды труб 10 могут иметь уменьшающееся по ходу газов количество труб 10 в ряду и, соответственно, уменьшающееся живое сечение для прохода газов и поддержания оптимальной для теплообмена скорости газов. Охлажденные в конвективной части 2 продукты сгорания направляются вниз в отводящий газоход 4 и отводятся из котла, выпадающая из продуктов сгорания при их глубоком охлаждении вода собирается на нижней поверхности газохода 4 и отводится из котла через штуцер 14. Нагреваемый теплоноситель через подводящий коллектор 11 подается в задний коллектор 7, проходит через конвективные трубы 10 за один или несколько ходов, нагревается и поступает в передний коллектор 8, из которого по переходу 13 в боковой коллектор топки 5, из которого поступает в спирали 9 топки 1, нагревается, поступает в боковой коллектор топки 6 и нагретый теплоноситель отводится из котла через патрубок 12. При этом обеспечивается противоток теплоносителя продуктам сгорания и эффективная теплопередача.