ТРЕХХОДОВОЙ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ ПАРОВОГО ВОДОТРУБНОГО МАЛОГАБАРИТНОГО ТЕПЛОНАПРЯЖЕННОГО КОТЛА

Полезная модель относится к энергетике, в частности, к пароперегревателям водотрубных котлов.
Известны многоходовые двухколлекторные пароперегреватели с вертикальными трубами, в которых разбивка трубной системы по ходам производится с помощью установки внутри коллекторов перегородок (Проектирование судовых парогенераторов, «Судостроение», Ленинград 1986 г., стр.131, Рис.7.14, стр.139-142).
В этих конструкциях насыщенный пар подается с одной стороны коллекторов, а перегретый пар отбирается с другой (перекрестный ток).
Вследствие неравномерности температурных и скоростных полей продуктов сгорания (газовый перекос) пароперегревательные трубы в центре потока получают тепла в 1,4-1,5 раза больше, чем у боковых стенок газохода. При описанной выше схеме подачи пара при нахождении пароперегревателя в зоне высоких температур (у теплонапряженных котлов) возможен пережог труб, в которых пар, имеет уже достаточно высокую температуру, а труба омывается дымовыми газами также с высокой температурой вследствие газового перекоса. Это значительно понижает надежность работы труб пароперегревателей.
Задачей полезной модели является повышение надежности работы труб трехходового пароперегревателя парового водотрубного малогабаритного теплонапряженного котла, имеющего контур естественной циркуляции в виде парового барабана и водяного коллектора, соединенных опускными и испарительными трубами, а также уменьшение габаритов и массы котла. Поставленная задача решается:
- выполнением трехходового пароперегревателя в виде верхнего и нижнего коллекторов с перегородками, соединенных вертикальными трубами, при этом, с целью повышения надежности работы труб пароперегревателя, третий (последний) ход пароперегревателя разделен на два потока, расположенных у боковых стенок газохода котла;
- с целью уменьшения габаритов и массы котла насыщенный пар в первый ход пароперегревателя подается из выгородки, образованной непосредственно внутри парового барабана.
Конструкция трехходового пароперегревателя представлена на рис.1, где: 1 - паровой барабан, 2 - водяной коллектор, 3 - опускные и подъемные испарительные трубы, 4 - верхний коллектор пароперегревателя, 5 - нижний коллектор пароперегревателя, 6 - вертикальные трубы первого хода пароперегревателя, 7 - вертикальные трубы второго хода пароперегревателя, 8 - вертикальные трубы третьего хода пароперегревателя, 9 - внутренняя выгородка в паровом барабане, 10 - передняя перегородка в нижнем коллекторе пароперегревателя, 11 - задняя перегородка в нижнем коллекторе пароперегревателя, 12 - пароперепускная труба, 13 - выходной патрубок перегретого пара.
Трехходовой пароперегреватель работает следующим образом. В паровом барабане 1 насыщенный пар через потолочный дырчатый щит идет во внутреннюю выгородку 9. Из внутренней выгородки 9 парового барабана 1 по трубам первого хода 6 пар поступает в нижний коллектор пароперегревателя 5 по всей ширине газохода. Далее пар из полости коллектора пароперегревателя, образованной передней перегородкой 10 и задней перегородкой 11, по трубам второго хода 7, установленными в середине газохода, идет в верхний коллектор пароперегревателя 4.
В верхнем коллекторе 4 пар разделяется на два потока и по трубам третьего хода 8, установленными у боковых стенок газохода котла, опускается в полость, образованную задней перегородкой 11, из которой по перепускной трубе 12 поступает в переднюю часть коллектора 5. Этот пар смешивается с паром из полости, образованной передней перегородкой 10. Через выходной патрубок 13, установленный на нижнем коллекторе пароперегревателя 5, перегретый пар идет к потребителю.
Предложенная конструкция повышает надежность работы труб пароперегревателя, так как в центре газохода, где тепловая нагрузка в 1,4-1,5 раза выше, чем у стенок газохода, по трубам второго хода идет пар с еще относительно невысокой температурой. Трубы, третьего хода, расположенные у стенок газохода, в которых самая большая температура перегретого пара, получают тепла в 1,4-1,5 раза меньше, чем в центре газохода, тем самым обеспечивается надежная работа металла этих труб.
Отбор насыщенного пара в первый ход пароперегревателя из выгородки, образованной непосредственно внутри парового барабана, исключает из конструкции котла наружные пароперепускные трубопроводы, это существенно уменьшает габариты и массу котла.