Жаротрубный водогрейный котёл
HOT-WATER FLAME-TUBE BOILER

Изобретение предназначено для водогрейных котлов и может быть использовано в теплоэнергетике при производстве их с улучшенными теплотехническими характеристиками.
Известны жаротрубные водогрейные котлы, имеющие реверсивную топочную камеру (жаровую трубу) с установленной на них горелкой и систему дымогарных труб, размещенных в водяном объеме котла. Дымогарные трубы вварены в переднюю и заднюю трубные доски, трубные доски соединены наружной обечайкой, которая с обечайкой жаровой трубы образует водяной объем котла. Дымовые газы при горении топлива совершают реверсивное движение в жаровой трубе и вторым ходом направляются в дымогарные трубы. Нагреваемая вода движется между трубами, омывая их в продольном и поперечном направлении (Панин В.И. Котельные установки малой и средней мощности: М.: Стройиздат, 1975).
Теплопроизводительность таких котлов ограничена из-за невысокой поверхности теплообмена и использования в основном конвективной составляющей его. Для повышения лучистой составляющей теплообмена могут быть использованы металлические сетки из жаропрочного материала. Эти сетки способствуют также интенсификации сжигания газа и стабилизации горения.
В предлагаемом изобретении решается задача повышения кпд котла. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в наиболее эффективном сочетании в едином объеме развитой лучистой и конвективных поверхностей нагрева.
Иными словами в предлагаемом жаротрубном котле за счет высокотемпературного режима работы, что достигается сочетанием в едином объеме развитой лучистой и конвективных поверхностей нагрева, увеличивается кпд.
Жаротрубный водогрейный котел содержит (фиг.):
1 - камера сгорания (жаровая труба),
2 - камера поворотная,
3 - обечайка наружная корпуса котла,
4 - лоток раздающий,
5 - крышка газохода,
6 - горелка,
7 - экран сетчатый (перфорированный),
8 - водяная рубашка (теплообменник),
9 - дымогарные трубы,
10 - турбулизаторы,
11 - компенсатор
Котел состоит из камеры сгорания (жаровой трубы) 1 с горелочным устройством 6, окруженной водяной рубашкой, камеры поворотной 2, обеспечивающей направление реверсивных дымовых газов в дымогарные трубы, обечайки наружной корпуса котла 3, лотка раздающего 4 и крышки газохода 5.
Водяная рубашка 8, являющаяся теплообменником в объеме, заключенном между передней и задней трубными досками, наружной поверхностью жаровой трубы и обечайкой наружной корпуса котла, воспринимает лучистый поток, усиленный свечением экрана сетчатого и конвективной составляющей продуктов сгорания. В небольшом объеме реализуется повышение теплообмена за счет лучистой составляющей, которая становится основным механизмом теплообмена и значительно превышает конвективный. Теплообменник выполнен конструктивно с подогревом воздуха в нем за счет уходящих газов, тем самым улучшая горение топлива.
Такое повышение теплообмена формируется экраном сетчатым (перфорированным) 7, установленным между горелочным устройством и внутренней поверхностью жаровой трубы, нагреваемым горелочным устройством 6 (температура экрана ограничивается лишь жаропрочностью его материала), и тем самым усиливающим лучистую составляющую.
На подводе воды в котел для равномерного распределения ее потока устанавливается лоток раздающий 4, перфорированный отверстиями с целью улучшения гидродинамики. Компенсатор 11 трубы к задней трубной доске котла позволяет повысить теплонапряжение в жаровой трубе для увеличения коэффициента теплопередачи. В дымогарных трубах 9 котла свободно установлены турбулизаторы 10, повышающие коэффициент теплопередачи за счет турбулентности потока газов.