Котел водотрубный
WATER TUBE BOILER

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для получения тепла или пара.
Известен котел водотрубный с принудительной циркуляцией, содержащий топочную камеру, заднюю и переднюю стенки, газоход и водотрубный теплообменник, образованный горизонтальными оребренными трубами, расположенными параллельно друг другу непосредственно в топке по окружности (патент RU №2559109, кл. F24H 1/00, опубл. 10.08.2015).
Недостатками известного котла являются сложность его 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 приводят к удорожанию котла и низкой конкурентной способности на рынке.
Технической проблемой является расширение арсенала технических средств с устранением отмеченных недостатков. Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в создании устройства повышенной надежности и экономичности с уменьшенными затратами при изготовлении.
Указанная проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что в котле, содержащем топочную камеру, заднюю и переднюю стенки, патрубки подачи и обратки, газоход и теплообменник, образованный из оребренных труб, расположенных параллельно друг другу, оребренные трубы приварены к обеим стенкам, расположены по периметру топочной камеры в один ряд и соединены зигзагообразно отводами с образованием единого водяного тракта. 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. Также стало возможным не делать трудоемкую и металлоемкую переднюю крышку, уменьшить количество дренажей и воздушников и решить проблему завоздушивания котла.
На фиг. 1 показана аксонометрия котла, вид спереди.
На фиг. 2 - аксонометрия котла, вид сзади.
На фиг. 3 - вид сбоку.
На фиг. 4 - вид сзади.
На фиг. 5 - вид спереди.
На фиг. 6 - узел А на фиг. 5.
Котел водотрубный содержит топочную камеру 1, теплообменник 2, переднюю стенку 3, заднюю стенку 4. Теплообменник образован из приваренных к обеим стенкам и расположенных параллельно друг другу по периметру топочной камеры в один ряд оребренных труб 5 и содержит охлаждаемую камеру 6. Котел оснащен воздушниками 7 и дренажами 8. Горячая вода из котла поступает к потребителю через патрубок подачи 9 и возвращается обратно в котел через патрубок обратки 10.
Предлагаемый котел с принудительной циркуляцией в составе котельной установки (не показано) работает следующим образом. Топливо и воздух подаются 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. 6), заставляющие продукты горения отработать максимально эффективно, потом удаляются в дымовую трубу (не показано). Тепло, полученное при сгорании топлива, воспринимается водой через поверхности нагрева. Теплоноситель через патрубок обратки 10 попадает в охлаждаемую камеру 6. Потом через отводы 12 (фиг. 2) поступает в параллельные потоки из оребренных труб 5, по которым двигается, разворачиваясь в отводах 13, постепенно нагреваясь от продуктов горения до нужной температуры, и удаляется из котла к потребителю через патрубок подачи 9. Данная конструкция позволяет избежать завоздушивания котла в процессе работы, иметь одинаковую скорость воды в трубной системе и уменьшать 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 дренажи 8, а при заполнении его водой открываются воздушники 7 (при закрытых дренажах 8).
Таким образом, использование в предложенном котле 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.