МОДУЛЬНАЯ ТЕПЛОВАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к отопительным установкам применяемым в различных областях народного хозяйства, для отопления зданий и сооружений, в технологических установках и в качестве утилизатора тепла отходящих горячих газов.
Известна коагенерационная модульная теплоэлектростанция с ДВС и дополнительным горелочным устройством, включающая двигатель-генераторную установку преимущественно с ДВС жидкого охлаждения, электровентиляторную установку, помещенные в теплоизолированный кожух, с системой трубопроводов, теплообменник (см. патент РФ 2216640 F 02 G 5/04 2003г.)
Наиболее близким техническим решением является установка, включающая камеру сгорания с выходным отверстием, патрубок для подачи воздуха, запальное устройство, теплообменник, к которому присоединены трубопроводы для подвода и отвода теплоносителя (см. патент на полезную модель РФ 42093 F 24 H 1/10 2004 г.)
Известные установки имеют ряд положительных моментов, однако они предназначены для одного вида горючего вещества, имеют значительные размеры, трудоемки в эксплуатации и наладке.
Технической задачей заявленной полезной модели является повышение производительности, «мягкого» нагрева теплоносителя, повышение надежности в процессе эксплуатации, компактность.
Поставленная задача решается путем создания модульной тепловой установки, включающей камеру сгорания с выходными отверстиями и теплообменник, при этом она дополнительно содержит выносной теплообменник, теплообменники соединены между собой трубопроводами с циркуляционным насосом, основной теплообменник выполнен встроенным с камерой сгорания, а его корпус образован стальными полосами, встроенный теплообменник имеет n-количество пар встречно соединенных спиралей с теплораспределительными перемычками.
Кроме того, каждая спираль в паре имеет центральный газоход, при чем, зазоры между витками верхней спирали закрыты перемычками из полосовой стали, а в нижней спирали зазоры между витками открыты при закрытом центральном газоходе огнеупорной заглушкой. Выносной теплообменник имеет типовую конструкцию. Камера сгорания имеет газоповоротный свод со встроенными трубами для
циркуляции теплоносителя, а в боковые стенки встроены трубы для нагрева воздуха, подаваемого в камеру сгорания.
Установка изображена на фиг.1 - схема, на фиг.2 - схема камеры сгорания и встроенного теплообменника. Модульная тепловая установка, включающей камеру сгорания 1 (фиг.1 и 2) с встроенным теплообменником 2 (фиг.1 и 2), выносной теплообменник 3 (фиг.1), теплообменники соединены между собой трубопроводами 4 (фиг.1) с циркуляционным насосом 5 (фиг.1). Корпус встроенного теплообменника 2 образован стальными полосами 6 (фиг.2), и имеет n-количество пар встречно соединенных спиралей 7 (фиг.2) с теплораспределительными перемычками. Каждая спираль в паре 7 имеет центральный газоход 8 (фиг.2), при чем, зазоры между витками верхней спирали закрыты перемычками 9 (фиг.2) из полосовой стали, а в нижней спирали зазоры между витками открыты, при закрытом центральном газоходе огнеупорной заглушкой 10 (фиг.2).Выносной теплообменник 3 имеет типовую конструкцию. Камера сгорания 1 имеет газоповоротный свод 11 (фиг.2). со встроенными трубами 12 (фиг.1 и 2) для циркуляции теплоносителя, а в боковые стенки встроены трубы 13 (фиг.1 и 2) для нагрева воздуха, подаваемого в камеру сгорания.
Кроме того, установка имеет горелочное устройство 14 (фиг.1), топливопровод 15 (фиг.1). Благодаря наличию газоповоротного свода дымовые газы 16 (фиг.1 и 2) разворачиваются навстречу факелу горелки и происходит дожигание остаточного топлива.
Работа установки.
Из камеры сгорания 1 поток горячих газов 16 направляется во встроенный теплообменник 2 - в нижнюю пару спиралей 7. Центральный газоход 8 нижней спирали 7 закрыт огнеупорной заглушкой 10, а промежутки между трубами спирали 7 открыты. Благодаря этому горячие газы омывают поверхность труб со всех сторон и поступают в пространство между спиралями.
Промежутки между трубами верхней спирали 7 пары закрыты стальными полосами 9, а центральный газоход 8 открыт. Поток газов, омывая нижнюю сторону верхней спирали 7, направляется в центральный газоход 8.
Далее горячие газы поступают в пространство между первой и следующей парой спиралей.
Благодаря наличию огнеупорной заглушки 9 в центральном газоходе 8 нижней спирали 7 следующей пары спиралей, газовый поток разворачивается, омывает верхнюю сторону труб верхней спирали первой пары спиралей и направляется в межтрубное пространство следующей пары спиралей.
Выше описанный процесс повторяется во всех n-парах спиралей. Из последней пары спиралей дымовые газы поступаю в дымовую трубу (на фиг.2 не показана).
Сжигание топлива в камере сгорания обеспечивает «мягкий» нагрев теплоносителя во встроенном теплообменнике.
Встроенный теплообменник 2 соединен трубопроводами 4 с выносным теплообменником 3, которым нагревается необходимый продукт.
Циркуляционным насосом 5 теплоноситель подается в трубы 12 охлаждения газоповоротного свода, далее - на вход встроенного теплообменника 2 и с его выхода по трубопроводу 4 на вход выносного теплообменника 3.
В обоих теплообменниках нагреваемые и нагревающие потоки направлены встречно Модульная тепловая установка может быть использована:
1. В нефтегазодобывающей промышленности для нагрева сырой нефти на нефтяных скважинах за счет сжигания попутного нефтяного газа; источник тепла для буровых установок.
2. В жилищно-коммунальном хозяйстве в системах отопления, для утилизации отходов горючих веществ.
3. В других отраслях промышленности для утилизации тепла отходящих дымовых газов и как автономная отопительная установка. Установка компактна и проста в эксплуатации.