КОТЕЛ С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ
BOILER WITH FORCED CIRCULATION

Изобретение относится к области получения тепла или 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 №2157483, кл. F22B 15/00, 1998 г.).
Недостатком известного котла с принудительной циркуляцией является низкая надежность котла, обусловленная малыми скоростями движения воды, что приводит к перегреву и воды и металла, при этом для создания больших скоростей необходимо использование более мощных насосов, что приводит к неэкономичности использования котла.
Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении надежности и экономичности работы котла с принудительной циркуляцией без увеличения мощности.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в котле с принудительной циркуляцией, содержащем топочную камеру, выполненную из горизонтальных труб, соединенных между собой коллекторами, и конвективную часть, согласно изобретению конвективная часть выполнена из горизонтально расположенных пакетов, набранных из труб П-образной формы, и экранных боковых панелей, при этом трубы топочной камеры и конвективной части образуют единый водяной тракт, в трубах экранных боковых панелей конвективной части котла установлены вертикальные перегородки с двумя отверстиями, выполненными в нижней и верхней частях перегородки, а в коллекторах установлены перегородки с одним отверстием.
Образование единого водяного тракта трубами топочной камеры и конвективной части стало возможным благодаря тому, что в трубах экранных боковых панелей конвективной части котла установлены вертикальные перегородки с двумя отверстиями, выполненными в нижней и верхней частях перегородки, а в коллекторах установлены перегородки с одним отверстием.
На фиг.1 показан продольный разрез котла с принудительной циркуляцией.
На фиг.2 - разрез котла по А-А.
На фиг.3, 4 - узел котла Б.
На фиг.5, 6 - узел котла В.
Котел с принудительной циркуляцией содержит топочную камеру 1 и конвективную часть 2. Топочная камера 1 выполнена из горизонтальных труб 3, объединенных коллекторами 4. Конвективная часть 2 выполнена из горизонтально расположенных пакетов, набранных из труб 5 П-образной формы, и экранных боковых панелей, которые являются общими для конвективной части и топочной камеры и выполнены из труб 6. В трубах 6 экранных боковых панелей конвективной части 2 котла установлены вертикальные перегородки 7 с двумя отверстиями 8, выполненными в нижней и верхней частях перегородки 7 (Фиг.4, разрез Д-Д).
В коллекторах 4 установлены перегородки 9 (Фиг.3, вид Б).
Котел оснащен воздушниками 10 и дренажами 11. Горячая вода из котла поступает к потребителю по магистрали 12 и возвращается обратно в котел по магистрали 13.
Предлагаемый котел с принудительной циркуляцией в составе котельной установки (не показано) работает следующим образом. Топливо и воздух подаются через горелку 14 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 4, экранные трубы 3 и трубы 5 конвективной части 2.
Перегородки 9 с отверстием 15 (Фиг.3, разрез Г-Г), установленные в коллекторах 4, заставляют воду менять направление движения по экранным трубам 3, как показано стрелками 16 (Фиг.3). Перегородки 9 в коллекторах 4 расположены так, что потоки воды направляются по одинаковому количеству труб 3. Это позволяет иметь одинаковую скорость воды в трубной системе, за счет чего уменьшаются тепловые и гидравлические разверки в схеме.
Перегородки 7 служат для направления потока воды в трубы 5 конвективной части 2 - показано стрелками 17 (Фиг.3, вид В). Применение перегородок 7, которые изготовлены с двумя отверстиями 8 (Фиг.4, разрез Д-Д), установленных в трубах 6 в конвективной части боковых экранов, позволяет расположить конвективные пакеты, набранные из П-образных труб 5, горизонтально (Фиг.2) и укрепить их на трубах 3 топочной камеры, создав единый водяной тракт.
При эксплуатации, после останова котла, для его опорожнения открываются дренажные краны 11, а при заполнении его водой открываются воздушные краны 10 (при закрытых дренажах 11). При этом в глухих отсеках, образованных перегородками 9, функцию дренажей и воздушников выполняют отверстия 15 в перегородках 9 (Фиг.3, разрез Г-Г). Из глухих отсеков, образованных перегородками 7, вода при опорожнении удаляется через отверстие 8, расположенное в нижней части перегородки 7, а при заполнении котла водой воздух выходит через отверстие 8, расположенное в верхней части перегородки 7.
Наличие единого водяного тракта топочной камеры 1 и конвекционной части 2 с горизонтально расположенными конвективными пакетами, выполненными из П-образных труб 5, значительно уменьшает гидравлическое сопротивление котла (что позволяет применять насосы меньшей мощности), делает котел простым в изготовлении, а конструкция котла может применяться во множестве вариантов однотипных котлов различной мощности. Перегородки 9 с одним отверстием 15, установленные в коллекторах 4, уменьшают тепловые и гидравлические разверки в схеме и исключают необходимость использования дренажей и воздушников в глухих отсеках коллекторов.
Наличие в трубах 6 экранных боковых панелей конвективной части 2 котла, вертикальных перегородок 7 с двумя отверстиями 8, выполненными в нижней и верхней частях перегородки 7, позволяет обеспечить оптимальные скорости движения воды. Оптимальные скорости движения воды позволяют избежать перегрева воды и металла.
Таким образом, использование в предложенном котле с принудительной циркуляцией перегородок с одним отверстием в коллекторах и перегородок с двумя отверстиями в трубах боковых экранов способствует образованию единого водяного тракта трубами топочной камеры и конвективной части, делает оптимальной гидравлическую схему котла, упрощает его конструкцию и изготовление за счет применения простых, однотипных элементов, уменьшает металлоемкость котла и повышает надежность в эксплуатации и экономичность в работе по сравнению с прототипом; дает возможность создания множества вариантов однотипных котлов различной мощности.