Вертикальный водотрубный водогрейный котёл
VERTICAL WATER TUBE WATER HEATING TANK

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для улучшения теплотехнических характеристик водогрейных котлов.
Известны вертикальные водотрубные водогрейные котлы - Котлы водогрейные мощностью от 0,05 до 7,56 МВт. - Каталог для проектирования котельных: 2007 г. - Том 1, ООО «Торговый дом «Дорогобужкотломаш». - опубл. май 2007 г.), состоящие из стального цилиндрического корпуса, устанавливаемого на опорах. Внутри корпуса расположен циркуляционный контур, снаружи корпуса закреплен газоотводящий короб, снизу к корпусу крепится охлаждаемая циклонная топка, на которую установлена газовая горелка. Снаружи корпус обшит листом, между которым и стенкой корпуса проложен термоизолирующий материал. Циркуляционный корпус котла включает в себя циркуляционные контуры топки и корпуса. Циркуляционный корпус циклонной топки образован делением цилиндров топки на две камеры (верхнюю и нижнюю) с помощью перегородки. Подвод воды осуществляется через патрубок, вваренный в нижнюю камеру. Вода из нижней камеры перетекает в верхнюю через отверстие в перегородке. С помощью перепускного трубопровода вода поступает в контур корпуса. Циркуляционный контур корпуса состоит из двух сварных кольцевых гидрокамер: верхней и нижней, прямоугольного сечения, соединенных вертикальными трубами. Трубы и гидрокамеры образуют контур, по которому циркулирует вода. Трубы приварены к кольцевым гидрокамерам по двум концентрическим окружностям: во внутренней окружности - 33 трубы, в наружной - 43 трубы. С целью равномерного распределения воды по трубам в котле выполнена многоходовая схема движения воды. Для этого в верхней и нижней гидрокамерах установлено по шесть радиальных перегородок, делящих каждую гидрокамеру на шесть секций каждую. При этом перегородки в одной из гидрокамер установлены в шахматном порядке относительно перегородок другой гидрокамеры. Таким образом, создано одиннадцать ходов для движения воды в циркуляционном контуре котла. Вода поступает в семь труб (три трубы внутренней окружности и четыре трубы наружной окружности труб) первой секции нижней гидрокамеры, поднимается по эти трубам во вторую секцию нижней гидрокамеры, снова поднимается по семи трубам во вторую секцию верхней гидрокамеры и т.д., поднимается в шестую секцию верхней гидрокамеры котла, откуда по трубопроводу «прямой» воды поступает в теплосеть. Вода в гидрокамерах движется против часовой стрелки. Сверху на крышке установлены два штуцера для подвода и отвода охлаждающей воды. Вода для охлаждения крышки в основном циркуляционном контуре не используется. Трубы в котле между собой соединены стальными перегородками - плавниками, которые приварены к каждым двум соседним по ряду трубам. При этом все плавники приварены сплошным швом. Между одиннадцатью трубами внутреннего ряда плавники не устанавливаются для возможности выхода продуктов сгорания из топки котла в первый газоход. Первый газоход образован внутренним и наружным рядами труб. Второй газоход образован наружным рядом труб и обечайки котла. Продукты сгорания, выходя из топки, последовательно проходят через первый и второй газоходы и через дымоотводящий патрубок направляются в трубу для выброса в атмосферу.
Теплопроизводительность такого котла-аналога ограничена из-за невысокой поверхности теплообмена и использования в основном конвективной составляющей его при ограничении использования лучистой составляющей. Для повышения лучистой составляющей теплообмена могут быть применены металлические сетки (вторичные излучатели) из жаропрочного материала, которые увеличивают лучистую составляющую теплообмена. Такие сетки также способствуют интенсификации сжигания газа и стабилизации горения.
В предлагаемом изобретении решается задача повышения кпд котла за счет обеспечения высокотемпературного режима его работы. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в наиболее эффективном использовании в котле лучистой составляющей теплообмена.
Вертикальный водотрубный котел содержит (фиг.):
1 - цилиндрический корпус котла,
2 - перегородки (плавники) между трубами,
3 - газоотводящий короб,
4 - охлаждаемая циклонная топка,
5 - крышка котла,
6 - горелка,
7 - верхняя кольцевая гидрокамера,
8 - нижняя кольцевая гидрокамера,
9 - вертикальные трубы циркуляционного контура,
10 - металлическая сетка из жаропрочного материала.
Котел состоит из цилиндрического корпуса 1 с горелочным устройством 6, верхней 7 и нижней 8 кольцевых гидрокамер прямоугольного сечения, соединенных вертикальными трубами диаметром 51x3 мм. Трубы 9 и гидрокамеры 7 и 8 образуют контур циркуляции воды. Трубы приварены к кольцевым гидрокамерам по трем концентрическим окружностям с одинаковым количеством труб в каждой. Для обеспечения многоходового подъемно-опускного движения воды в циркуляционном контуре котла и необходимой скорости ее циркуляции в нижней и верхней кольцевых камерах устанавливаются циркуляционные перегородки. Внутри топки 4 перед внутренней поверхностью из труб, а также на части труб за внутренней поверхностью их устанавливается металлическая сетка из жаропрочного материала 10 в качестве вторичного излучателя, увеличивающего лучистую составляющую теплообмена. С целью наиболее эффективного использования в котле лучистой составляющей теплообмена горелочное устройство 6 может быть установлено на верхней гидрокамере 7.