Котел водотрубный

Полезная модель относится к области теплотехники и предназначена для получения тепла и пара.
Известен котел водогрейный, содержащий две торцевые стенки, между которыми размещены топочная камера и теплообменник из параллельно расположенных вокруг топки оребренных труб (патент RU 2559109 кл. F24H 1/00, опубл. 10.08.2015).
Недостатком известного котла является сложность изготовления, обусловленная трудоемкостью сварки разворотных отводов теплообменника, необходимость изготавливать сложную металлоемкую открывающуюся крышку и сложность удаления воздуха и слива воды из теплообменника. Большие габариты котла и как следствие большая металлоемкость. Что приводит к удорожанию котла и низкой конкурентной способности на рынке.
Технической проблемой полезной модели является устранение отмеченных недостатков. Технический результат, на достижение которого направлена настоящая полезная модель, заключается в повышении надежности, экономичности и уменьшении затрат при изготовлении.
Проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что в котле водогрейном, содержащем две торцевые стенки, между которыми размещены топочная камера и теплообменник из параллельно расположенных вокруг камеры оребренных труб, на одной из стенок расположена охлаждаемая камера, сообщенная с одним из магистральных патрубков и двумя отводами с одной из оребренных труб каждый, которые за стенками сообщены зигзагообразно относительно стенок трубчатыми перемычками, причем один отвод образует единый тракт с половиной оребренных труб, а другой - со второй половиной, где другие концы каждой половины из оребренных труб выведены в другой магистральный патрубок.
Оребренные трубы могут быть размещены в поперечном сечении по окружности или по овалу, большая ось которого расположена по вертикали.
За счет того, что теплообменник состоит из отдельных частей, которые можно изготавливать отдельно на кондукторе, значительно упростилась сварка оребренных труб, которые в отличие от прототипа укрепляются сразу на переднюю и заднюю стенки без дополнительной приварки к позиционным пластинам. При данной конструкции возможно изготовление теплообменника с одним рядом труб, расположенным вокруг топочной камеры не только по окружности, но и по овалу. Также стало возможным не делать трудоемкую и металлоемкую переднюю крышку, уменьшить количество дренажных и воздушных кранов и решить проблему завоздушивания котла.
На фиг. 1 показан аксонометрический вид предлагаемого котла спереди; на фиг. 2 - то же, вид сзади; на фиг. 3 - вид сбоку на котел; на фиг. 4 - то же, вид спереди; на фиг. 5 - узел А на фиг. 4. На чертежах показано расположение оребренных труб по овалу, большая ось которого расположена по вертикали.
Котел водогрейный имеет принудительную циркуляцию и содержит топочную камеру 1 (Фиг. 1), теплообменник 2 (Фиг. 1, 2, 3), переднюю торцевую стенку 3 и заднюю торцевую стенку 4. Теплообменник выполнен из оребренных труб 5 (Фиг. 1). На стенке 3 расположена охлаждаемая камера 6 (Фиг. 1, 4). Котел оснащен воздушными кранами 7 и дренажными кранами 8 (Фиг. 1, 4). Горячая вода из котла поступает к потребителю по магистральному патрубку 9 и возвращается обратно в котел по магистральному патрубку 10 (Фиг. 1-4). Охлаждаемая камера сообщена с магистральным патрубком 10 и двумя отводами 12. Оребренные трубы 5 за стенками сообщены зигзагообразно относительно стенок трубчатыми перемычками 13. Один отвод образует единый тракт с половиной оребренных труб, а другой - со второй половиной. Верхние трубы половин через переходник выведены в магистральный патрубок 9, расположенный за стенкой 4. Оребренные трубы могут быть размещены в поперечном сечении по окружности или по овалу, большая ось которого расположена по вертикали.
Котел водогрейный с принудительной циркуляцией в составе котельной установки (не показана) работает следующим образом. Топливо и воздух подается через горелку 11 в топочную камеру 1, где топливо сгорает с выделением тепла. Продукты сгорания охлаждаются в теплообменнике, отдавая тепло через тело трубы и оребрение, на котором укреплены отражатели 14 (Фиг. 4, 5), заставляющие продукты горения отработать максимально эффективно и потом удаляются в дымовую трубу(не показана). Тепло, полученное при сгорании топлива, воспринимается водой через поверхности нагрева, оребренные трубы 5 и переднюю охлаждаемую камеру 6. Теплоноситель через магистральный патрубок обратки 10 попадает в переднюю охлаждаемую камеру 6. Потом через отводы 12 (Фиг. 1, 4) поступает в параллельные потоки из оребренных труб 5, по которым двигается, разворачиваясь в трубчатых перемычках 13 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5), постепенно нагреваясь от продуктов горения до нужной температуры, и удаляется из котла к
потребителю через магистральный патрубок подачи 9. Данная конструкция позволяет избежать завоздушивания котла в процессе работы, иметь одинаковую скорость воды в трубной системе и уменьшить тепловые и гидравлические развертки в схеме.
Замена патрубка подачи 9 на патрубок обратки 10, то есть изменение направления движения теплоносителя на работу котла не влияет. Оптимальные скорости движения воды позволяют избежать перегрева воды и металла. При эксплуатации, после остановки котла, для его опорожнения открываются дренажные краны 8, а при заполнении его водой открываются воздушные краны 7 (при закрытых дренажных).
Таким образом, конструктивное выполнение предлагаемого котла водогрейного с принудительной циркуляцией способствует уменьшению габаритов, образованию единого водяного тракта топочной 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 сравнении с прототипом, дает возможность создания множества вариантов однотипных котлов различной мощности.