ПРЯМОТОЧНЫЙ ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ПАРОГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к области парогенерирующих установок.
Наиболее близким, принятым за прототип, является прямоточный парогенератор TMS - 20R фирмы "Термакс", который состоит из двухходового змеевика, помещенного в теплоизолированный корпус, передней и задней стенки. Газоповоротная стенка наружного змеевика представляет собой водоомываемую плоскую спираль (см. паспорт №TDOC-053-1 парового котла «TMS - 20R», Термакс прайвет лимитед, 19.5.1984).
К недостаткам этой конструкции можно отнести непроизводительные затраты тепла на нагрев корпуса, передней и задней огнеупорных стенок. Огнеупорные стенки громоздки и недолговечны, а спиральная стенка наружного змеевика забивается шламом, для очистки, которой требуется разборка парогенератора. К тому же для технического осмотра змеевика требуется демонтировать переднюю стенку, горелку и часть технологических трубопроводов. Кроме того, нагрев питательной воды производится выработанным паром.
Задачей заявляемой модели является повышение эффективности ее технического обслуживания, уменьшение энергозатрат на нагрев корпуса, передней и задней огнеупорных стенок, возможность применения установки в качестве утилизатора тепла горячих отходящих газов.
Поставленная задача в заявляемой модели «Прямоточный двухступенчатый парогенератор», содержащий корпус, двухходовой змеевик внутри корпуса с межвитковыми уплотнениями, решается за счет того, что стенки корпуса выполнены в виде водоомываемой рубашки, задняя водоомываемая стенка отделена от корпуса и имеет газоплотные соединения с корпусом, при этом полость передней водоомываемой стенки имеет встроенный топочный патрубок, соединенный с внутренней полостью корпуса, входной патрубок, соединенный с насосом и выходной патрубок, соединенный с входным патрубком задней омываемой стенки, выходной патрубок задней омываемой стенки соединен с входом наружного змеевика, соединенного перемычкой с внутренним змеевиком, выход которого соединен с сепаратором пара, а задняя водоомываемая стенка и хвостовая часть витков внутреннего змеевика содержит теплосъемные шипы.
Достигаемый технический результат, получаемый за счет наличия водоомываемых стенок и теплосъемных шипов, расположенных на витках хвостовой части внутреннего змеевика и на задней стенке, состоит в уменьшении энергозатрат на нагрев корпуса и увеличении поверхности теплообмена при заданных размерах парогенератора.
На фиг.1 изображена схема устройства прямоточного двухступенчатого парогенератора, на фиг.2 изображена теплотехническая схема, на фиг.3 изображена схема движения продуктов горения в прямоточном двухступенчатом парогенераторе.
Заявляемый «Прямоточный двухступенчатый парогенератор» состоит из корпуса 1, соединенной с ним водоомываемой задней стенкой 2, внутри корпуса установлены наружный змеевик 3, внутренний змеевик 4, межвитковое уплотнение 5, газоплотные разъемные соединения 6, предохранительно-взрывной клапан 7, соединительные патрубки 8, топочный патрубок 9, патрубок дымовой трубы 10, теплосъемные шипы 11, расширительный бак для корпуса 12. На теплотехнической схеме дополнительно показаны соединительные патрубки 8-1, 8-2, 8-3, 8-4, 8-5, 8-6, насос первой ступени 13, насос второй ступени 14,сепаратор пара 15, перемычка 16. На схеме движения продуктов горения также показаны газоплотные разъемные соединения 6-1, 6-2, 6-3 и топка парогенератора 17.
Устройство работает следующим образом. Насосом первой ступени 13 вода подается в нижний патрубок 8-1 передней стенки корпуса 1. Вода из верхнего патрубка 8-2 насосом второй ступени 14 подается в нижний патрубок 8-3 задней стенки 2, где она дополнительно нагревается. Дополнительно нагретая вода из верхнего патрубка 8-4 задней стенки 2 по трубопроводу подается во входной патрубок 8-5 наружного змеевика 3 и через перемычку 16 на вход внутреннего змеевика 4. Пароводяная смесь через выходной патрубок 8-6 внутреннего змеевика 4 подается в сепаратор пара 15, где пар отделяется от неиспарившейся воды и подается к потребителю.
Внутренний змеевик 4 может служить камерой сгорания прямоточного двухступенчатого парогенератора, где происходит сжигание топлива. Газоплотное разъемное соединение 6-1 предотвращает утечку продуктов горения из топки 17 и они перемещаются в направлении задней стенки 2. По пути движения часть тепла передается через стенки витков внутреннего змеевика 4 воде, которая превращается в пароводяную смесь.
На витки хвостовой части внутреннего змеевика 4 приварены шипы 11 для увеличения поверхности теплообмена при заданных размерах внутреннего змеевика 4.
Далее топочные газы газоплотным разъемным соединением 6-2 направляются в кольцевое пространство между наружным 3 и внутренним 4 змеевиками, где происходит вторичный отбор тепла из топочных газов через стенки витков наружного 3 и внутреннего змеевика 4.
Для увеличения поверхности теплообмена второй ступени нагрева воды к внутреннему диску задней стенки 2 также приварены шипы 11, через которые происходит передача тепла топочных газов.
Для нагрева воды в первой ступени газоплотным разъемным соединением 6-3, топочные газы направляются в кольцевое пространство между наружным змеевиком 3 и внутренней обечайкой корпуса 1 парогенератора. Далее топочные газы направляются в дымовую трубу 10. Предохранительно-взрывной клапан 7, например, типа ПГВУ 092-80 У взрывной, ОСТ 108.812.03-82, установленный на задней стенке, предназначен для аварийного сброса давления и одновременно служит лазовым люком.
Для осуществления предложенной модели достаточно сведений, содержащихся в описании.
Предлагаемая конструкция прямоточного двухступенчатого парогенератора позволяет существенно уменьшить энергозатраты на нагрев корпуса и увеличить поверхности теплообмена при заданных размерах парогенератора. Парогенератор заявляемой конструкции расширяет технологические возможности за счет применения установки в качестве утилизатора тепла горячих отходящих газов.