RU2249761C2 - Boiler plant with a cylindrical boiler and a water-heater, a water-tube countercurrent cylindrical boiler with a convective beam, a ring-shaped sectional finned collector - Google Patents
Boiler plant with a cylindrical boiler and a water-heater, a water-tube countercurrent cylindrical boiler with a convective beam, a ring-shaped sectional finned collector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2249761C2 RU2249761C2 RU2002133814/06A RU2002133814A RU2249761C2 RU 2249761 C2 RU2249761 C2 RU 2249761C2 RU 2002133814/06 A RU2002133814/06 A RU 2002133814/06A RU 2002133814 A RU2002133814 A RU 2002133814A RU 2249761 C2 RU2249761 C2 RU 2249761C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boiler
- collector
- heat
- pipes
- cylindrical
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к области теплоэнергетики, в частности к разборной котельной установке с многофункциональным разборным цилиндрическим газомазутным котлом.The invention relates to the field of power engineering, in particular to a collapsible boiler plant with a multifunctional collapsible cylindrical gas-oil boiler.
Наиболее близким аналогом изобретения, характеризующим первый объект изобретения, является техническое решение по патенту RU 2194213, F 22 В 5/02, F 28 F 9/02, 10.12.2002, содержащее цилиндрический котел с внутренней цилиндрической экранированной топочной камерой, расположенной по центру котла, горелочное устройство, воздухоподогреватель, регулируемые контуры нагрева теплоносителя и топлив, дутьевой вентилятор, один и более рядов теплообменных труб, кольцевой цилиндрический секционный обогреваемый коллектор и экономайзер, при этом котельная установка может располагаться в пространстве наклонно, горизонтально, вертикально,The closest analogue of the invention characterizing the first object of the invention is the technical solution according to patent RU 2194213, F 22
Наиболее близким аналогом изобретения, характеризующим второй объект изобретения является техническое решение по патенту RU 2194213, F 22 В 5/02, F 28 F 9/02, 10.12.2002, содержащее цилиндрический котел с внутренней цилиндрической, экранированной, топочной камерой, расположенной по центру котла, горелочное устройство, воздухоподогреватель, фронтальный секционный кольцевой обогреваемый коллектор, дутьевой вентилятор, контур нагрева теплоносителя, продольные теплообменные трубы, расположенные в топочной камере и конвективной части котла, при этом газоплотность топочной камеры обеспечивается либо теплообменными мембранами, соединяющими теплообменные трубы, либо теплообменной цилиндрической поверхностью, причем котельная установка может располагаться в пространстве наклонно, горизонтально, вертикально.The closest analogue of the invention characterizing the second object of the invention is the technical solution according to patent RU 2194213, F 22
Наиболее близким аналогом изобретения, характеризующим третий объект изобретения, является техническое решение по патенту RU 2194213, F 22 В 5/02, F 28 F 9/02, 10.12.2002, содержащее секции, которые образованы перегородками, как глухими, так и перфорированными, одну и более фронтальных крышек и одну и более трубных досок, на которых закрепляются теплообменные трубы котла.The closest analogue of the invention characterizing the third object of the invention is the technical solution according to patent RU 2194213, F 22
Недостатком упомянутых выше технических решений является низкий КПД.The disadvantage of the above technical solutions is the low efficiency.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение КПД брутто котла на три процента, расширение его функциональных возможностей (водогрейный, пароводогрейный и паровой режимы работы котла), повышение технологичности изготовления котла и снижение металлоемкости котла по отношению к единице отпускаемой тепловой энергии.The objective of the invention is to increase the gross efficiency of the boiler by three percent, expand its functionality (hot-water, steam-and-steam and steam operation of the boiler), increase the manufacturability of the boiler and reduce the metal consumption of the boiler in relation to the unit of heat output.
Поставленная цель достигается тем, что по первому варианту выполнения цилиндрическая водотрубная пароводогрейная котельная установка содержит цилиндрический котел с внутренней цилиндрической экранированной топочной камерой, расположенной по центру котла, горелочное устройство, воздухоподогреватель, регулируемые контуры нагрева теплоносителя и топлив, дутьевой вентилятор, один и более рядов теплообменных труб, кольцевой цилиндрический секционный обогреваемый коллектор и экономайзер, при этом котельная установка может располагаться в пространстве наклонно, горизонтально, вертикально. Котельная установка разборная и может дополнительно содержать горелочные устройства, котел имеет один ход газов, теплообменные трубы съемные, экономайзер выполнен контактным, причем оребренные теплообменные трубы выполнены П-образными или змеевиковыми и образуют в конце топочной камеры радиационно-конвективный пучок и их концы расположены на концентрических окружностях цилиндрического коллектора, который имеет опоры, при этом коллектор имеет один и более патрубков входа и выхода теплоносителя, а один и более рядов теплообменных труб соединены с разными секциями коллектора.This goal is achieved by the fact that according to the first embodiment, the cylindrical water-tube steam-heating boiler installation comprises a cylindrical boiler with an internal cylindrical shielded combustion chamber located in the center of the boiler, a burner, an air heater, adjustable heating circuits for the heat carrier and fuels, a blower fan, one or more rows of heat exchange pipes, an annular cylindrical sectional heated collector and economizer, while the boiler installation may have Xia in the space obliquely, horizontally, vertically. The boiler installation is collapsible and may additionally contain burners, the boiler has one gas passage, the heat transfer pipes are removable, the economizer is made contact, and the finned heat transfer pipes are made U-shaped or serpentine and form a radiation-convection beam at the end of the combustion chamber and their ends are located on concentric the circumference of a cylindrical collector, which has supports, while the collector has one or more nozzles for the inlet and outlet of the coolant, and one or more rows of heat transfer pipes connected with different reservoir sections.
Теплообменные трубы котла могут быть съемными с разборного коллектора.The heat transfer pipes of the boiler can be removable from a collapsible collector.
Котельная установка дополнительно может быть снабжена рекуперативным радиационно-конвективным экономайзером.The boiler plant can additionally be equipped with a regenerative radiation-convective economizer.
Котельная установка может быть изготовлена из цветных металлов и их сплавов.The boiler plant can be made of non-ferrous metals and their alloys.
Котельная установка может быть защищена слоем антикоррозионного материала.The boiler plant can be protected by a layer of anticorrosive material.
Котельная установка может быть изготовлена из антикоррозионного материала.The boiler plant can be made of anti-corrosion material.
Котельная установка может быть дополнительно снабжена дымососом.The boiler installation can be additionally equipped with a smoke exhaust.
Кроме того, поставленная цель достигается тем, что по второму варианту выполнения цилиндрическая водотрубная пароводогрейная котельная установка содержит цилиндрический котел с внутренней цилиндрической, экранированной, топочной камерой, расположенной по центру котла, горелочное устройство, воздухоподогреватель, фронтальный секционный кольцевой обогреваемый коллектор, дутьевой вентилятор, контур нагрева теплоносителя, продольные теплообменные трубы, расположенные в топочной камере и конвективной части котла, при этом газоплотность топочной камеры обеспечивается либо теплообменными мембранами, соединяющими теплообменные трубы, либо теплообменной цилиндрической поверхностью, причем котельная установка может располагаться в пространстве наклонно, горизонтально, вертикально. Топочная камера одноходовая по движению продуктов сгорания, теплообменные трубы собраны в конце топочной камеры в пакеты радиационно-конвективного пучка труб, а теплообменные мембраны, как и теплообменная цилиндрическая поверхность, герметизирующая топочную камеру и конвективную часть котла, доходят до фронтального коллектора, при этом концы теплообменных труб соединены с разными секциями коллектора и соединены на внешнем кольце коллектора, на коллекторе имеются также выходные патрубки для отбора теплоносителя, из которых одновременно можно отбирать теплоноситель нескольких параметров - нагретую воду для отопления и горячего водоснабжения, насыщенный и перегретый пар для термической деаэрации теплоносителя и на собственные и технологические нужды производства, кроме того, котельная установка противоточна относительно температурного напора топочной камеры, имеет одно и более опорных устройств, а задний торец топочной камеры служит частью поверхности нагрева воздухоподогревателя совместно с патрубком выхода продуктов сгорания, котел и его теплообменные трубы выполнены с последовательным нагревом теплоносителя и скоростью его движения в теплообменных трубах 2,15 м/сек и, кроме того, котельная установка может дополнительно содержать горелочные устройства и может работать как под наддувом, так и с уравновешенной тягой.In addition, the goal is achieved by the fact that according to the second embodiment, the cylindrical water-tube steam-heating boiler installation comprises a cylindrical boiler with an internal cylindrical, shielded, combustion chamber located in the center of the boiler, a burner device, an air heater, a frontal sectional ring heated manifold, a blower fan, a circuit heat carrier heating, longitudinal heat exchange pipes located in the combustion chamber and convective part of the boiler, while gas density The combustion chamber is provided with either heat-exchange membranes connecting the heat-exchange pipes or a heat-exchange cylindrical surface, moreover, the boiler installation can be located in space obliquely, horizontally, vertically. The combustion chamber is single-flow according to the movement of the combustion products, the heat exchange pipes are assembled at the end of the combustion chamber into packages of a radiation-convective tube bundle, and the heat exchange membranes, like the heat exchange cylindrical surface, which seals the combustion chamber and the convection part of the boiler, reach the front collector, while the ends of the heat exchange pipes connected to different sections of the collector and connected to the outer ring of the collector, the collector also has outlet pipes for the selection of coolant, of which at the same time It is possible to select a coolant of several parameters - heated water for heating and hot water supply, saturated and superheated steam for thermal deaeration of the coolant and for its own and technological production needs, in addition, the boiler installation is counter-current relative to the temperature head of the combustion chamber, has one or more supporting devices, and the rear end of the combustion chamber serves as part of the heating surface of the air heater together with the exhaust pipe, the boiler and its heat transfer pipes Execute the coolant with successive heating and speed of its motion in the heat exchange tubes of 2.15 m / s and, moreover, the boiler system may further comprise burners and can operate as a supercharging, and a balanced draft.
Котельная установка может быть снабжена рекуперативным экономайзером.The boiler plant can be equipped with a regenerative economizer.
Теплообменные трубы котла могут иметь оребрение, а также могут быть ошипованы, выполнены как плавниковые, типа змейки, петлевые, змеевиковые.The heat transfer pipes of the boiler can have fins, and can also be studded, made as fin, such as snakes, loops, coils.
Котельная установка может иметь фронтальный трубный экран с одним и более рядов теплообменных труб, соединенных с внешним кольцом коллектора.The boiler installation may have a frontal tube screen with one or more rows of heat transfer pipes connected to the outer ring of the collector.
Котельная установка может быть изготовлена из цветных металлов или их сплавов.The boiler plant can be made of non-ferrous metals or their alloys.
Котельная установка может быть дополнительно снабжена дымососом.The boiler installation can be additionally equipped with a smoke exhaust.
Котельная установка может быть защищена слоем антикоррозионного материала.The boiler plant can be protected by a layer of anticorrosive material.
Котельная установка может быть изготовлена из антикоррозионного материала.The boiler plant can be made of anti-corrosion material.
Кроме того, поставленная цель достигается тем, что многоходовой по теплоносителю обогреваемый кольцевой коллектор котла имеет секции, которые образованы перегородками, как глухими, так и перфорированными, одну и более фронтальных крышек и одну и более трубных досок, на которых закрепляются теплообменные трубы котла. При этом коллектор имеет оребрение, часть перегородок выполнена плоскими, а часть перегородок выполнена как кольцо или часть кольца, концы теплообменных труб соединены с разными секциями и с внешним кольцом коллектора. Секции имеют выходные патрубки для отбора теплоносителя и обеспечивают нагрев теплоносителя, его циркуляцию, распределение теплоносителя по поверхностям нагрева котла и направление теплоносителя в паровой контур. Внешняя оребренная фронтальная сторона коллектора является частью поверхности нагрева воздухоподогревателя, на коллекторе закрепляется одно и более горелочных устройств, а в пространстве коллектор может располагаться наклонно, горизонтально, вертикально и может быть изготовлен разборным.In addition, the goal is achieved by the fact that the multi-pass heating ring collector of the boiler has sections that are formed by partitions, both deaf and perforated, one or more front covers and one or more tube plates on which the heat transfer tubes of the boiler are fixed. In this case, the collector has fins, part of the partitions is made flat, and part of the partitions is made as a ring or part of a ring, the ends of the heat exchange tubes are connected to different sections and to the outer ring of the collector. The sections have outlet pipes for the selection of coolant and provide heating of the coolant, its circulation, distribution of the coolant along the heating surfaces of the boiler and the direction of the coolant in the steam circuit. The external finned front side of the collector is part of the heating surface of the air heater, one or more burner devices are fixed to the collector, and in space the collector can be inclined, horizontally, vertically and can be made collapsible.
Перегородки могут быть выполнены с выпуском и являются теплообменными элементами коллектора.Partitions can be made with the release and are the heat exchange elements of the collector.
Кольцевой коллектор может быть изготовлен из цветных металлов или их сплавов.The ring collector may be made of non-ferrous metals or their alloys.
Кольцевой коллектор может быть защищен слоем антикоррозионного материала.The annular collector can be protected by a layer of anticorrosive material.
Кольцевой коллектор может быть изготовлен из антикоррозионного материала.The ring collector can be made of anti-corrosion material.
Конвективно-радиационный пучок служит продолжением экранных продольных труб топочной камеры котла и соединяет экранные боковые трубы, которые расположены на концентрических окружностях фронтального коллектора. Теплообменная труба котла имеет два конца, через один конец теплоноситель входит в трубу, а через другой выходит из нее. Оба конца теплообменной трубы соединяются с секционным коллектором, но с разными его секциями с целью обеспечения циркуляции теплоносителя через теплообменную трубу. Труба изготавливается путем одного или более гибов трубы, при этом два конца единой теплообменной трубы (она может быть и составной) замкнуты на коллекторе, а часть трубы, расположенная напротив кольцевого коллектора и горелочных устройств, в конце топочной камеры (радиационно-конвективном пучке) проходит через центр цилиндрического газохода (частный случай). Причем теплообменная труба может быть изготовлена, как петлевая труба с одним и более эллипсов (в этом варианте гибов трубы два и более) типа “змейка”, оребренная, плавниковая, змеевиковая, ошипованная, соединенная металлическими мембранами, состоящая из различных металлов, сплавов и материалов (например, стекло).The convective-radiation beam serves as a continuation of the screen longitudinal pipes of the boiler combustion chamber and connects the screen side pipes, which are located on the concentric circles of the front collector. The heat transfer pipe of the boiler has two ends, through one end the coolant enters the pipe, and through the other comes out of it. Both ends of the heat exchanger pipe are connected to the sectional collector, but with its different sections in order to ensure the circulation of the coolant through the heat exchange pipe. The pipe is made by one or more pipe bends, while the two ends of a single heat exchange pipe (it can also be composite) are closed on the collector, and the part of the pipe opposite the ring collector and burner devices passes at the end of the combustion chamber (radiation-convection beam) through the center of a cylindrical gas duct (special case). Moreover, the heat exchange pipe can be made as a loop pipe with one or more ellipses (in this version two or more pipe bends) of the “snake” type, finned, fin, serpentine, studded, connected by metal membranes, consisting of various metals, alloys and materials (e.g. glass).
В котле возможно устанавливать замкнутые, прямые, однорядные теплообменные трубы с двумя гибами - типа П на одной концентрической окружности цилиндрического коллектора. Однорядные теплообменные трубы, установленные на кольцевом фронтальном коллекторе, приведут к малой радиационной и конвективной поверхностям нагрева котла в данных габаритах, а также к слишком высокой скорости движения теплоносителя в них относительно многорядных рядов труб, установленных на фронтальном разборном коллекторе, и, как следствие, низкому гидравлическому сопротивлению котла, отсутствию противотока теплоносителя в котле и низкому КПД брутто котла.In the boiler it is possible to install closed, straight, single-row heat transfer pipes with two bends - type P on one concentric circle of the cylindrical collector. The single-row heat exchange pipes installed on the annular frontal collector will lead to small radiation and convective heating surfaces of the boiler in these dimensions, as well as to a too high velocity of the coolant in them relative to the multi-row rows of pipes installed on the frontal collapsible collector, and, as a result, to a low hydraulic resistance of the boiler, the absence of counterflow of the coolant in the boiler and low gross efficiency of the boiler.
При двухрядном шахматном расположении прямых теплообменных продольных экранных труб в топочной камере котла с двумя гибами - типа П в котле будет присутствовать противоток и удвоится радиационная поверхность нагрева котла. Теплообмен в газоходах, отнесенный к 1 кв.м. площади поверхности нагрева, в 10-12 раз менее эффективен, чем в топке. Поэтому общая площадь конвективной поверхности котла в несколько раз больше радиационной, так как на внутренних теплообменных П-образных трубах в топочной камере котла температурный напор между греющей и нагреваемой средами будет выше температурного напора между греющей и нагреваемой средами П-образных труб внешнего ряда, так как они более удалены от факела горелочных устройств, а отсюда при противотоке возрастает радиационная поверхность нагрева и эффективность котла, а его КПД брутто с воздухоподогревателем и контурами составит порядка 94-97% (по прямому балансу). Радиационно-конвективная часть котла, расположенная в конце топочной камеры, удвоится, что приведет к еще большему торможению движущегося потока продуктов сгорания в конце топочной камеры и тем самым увеличит в конце топки статическое давление продуктов сгорания на участки теплообменных труб, соединяющих или составляющих продольные экранные трубы, что интенсифицирует теплопередачу к радиационно-конвективному пучку теплообменных труб и увеличит их теплосъем. При этом теплообменные участки труб пучка, равномерно расположенные по окружности одна за другой (при горизонтальном расположении котла) или одна над другой (при вертикальном расположении котла) очень эффективно омываются продуктами сгорания. Причем стоит также учитывать, что при вертикальном расположении котла горелочное устройство для сжигания жидкого и газообразного топлива может располагаться как внизу, так и вверху (в зависимости от расположения кольцевого секционного коллектора), а теплообменная труба (часть продольных труб), расположенная в конце топочной камеры в вертикальной плоскости, находится под углом относительно предшествующей и последующей частей теплообменной трубы, образуя “условно” экономайзерную радиационно-конвективную часть котла, расположенного горизонтально, которая в принципе является больше радиационной, чем конвективной поверхностью нагрева котлоагрегата.With a double-row checkerboard arrangement of direct heat-exchanging longitudinal screen tubes in the furnace chamber of the boiler with two bends - type P, a countercurrent will be present in the boiler and the radiation surface of the boiler heating will double. Heat transfer in gas ducts, referred to 1 sq.m. heating surface area, 10-12 times less effective than in the furnace. Therefore, the total convective surface area of the boiler is several times larger than the radiation, since on the internal heat-exchanging U-shaped pipes in the boiler’s combustion chamber, the temperature head between the heating and heated media will be higher than the temperature head between the heating and heated media of the U-shaped pipes of the outer row, since they are more distant from the torch of the burner devices, and from here, in countercurrent, the radiation surface of heating and the efficiency of the boiler increase, and its gross efficiency with an air heater and circuits will be yadka 94-97% (by direct balance). The radiation-convective part of the boiler, located at the end of the combustion chamber, will double, which will lead to even more inhibition of the moving flow of combustion products at the end of the combustion chamber and thereby increase the static pressure of the combustion products at the ends of the furnace on sections of heat-exchange pipes connecting or constituting longitudinal screen tubes , which intensifies the heat transfer to the radiation-convective bundle of heat transfer tubes and increase their heat removal. At the same time, the heat-exchange sections of the beam pipes uniformly spaced around the circumference one after the other (with a horizontal arrangement of the boiler) or one above the other (with a vertical arrangement of the boiler) are very effectively washed by the combustion products. Moreover, it should also be taken into account that with a vertical arrangement of the boiler, a burner for burning liquid and gaseous fuels can be located both below and above (depending on the location of the annular sectional collector), and the heat exchange pipe (part of the longitudinal pipes) located at the end of the combustion chamber in a vertical plane, it is at an angle relative to the previous and subsequent parts of the heat exchange pipe, forming a “conditionally” economizer radiation-convective part of the boiler, located horizontally, which in principle is more radiation than convective heating surface of the boiler.
Теплообменные трубы, установленные в топочной камере цилиндрического котла, имеют П-образную геометрическую конфигурацию, то есть у горелочного устройства два конца одной теплообменной трубы соединяются с цилиндрическим коллектором, а в конце топочной камеры эти противоположно установленные параллельные продольные экранные трубы соединены между собой по диаметру топочной камеры. Таким образом, теплообменные трубы котла могут быть прямые типа “змейки”, петлевые, трехпетлевые теплообменные П-образные трубы, полученные путем многократного гиба одной цельной трубы, змеевиковые как по периферии топочной камеры, так и в ее конце.The heat exchange pipes installed in the combustion chamber of a cylindrical boiler have a U-shaped geometric configuration, that is, the burner has two ends of one heat exchanger pipe connected to a cylindrical collector, and at the end of the combustion chamber, these oppositely installed parallel longitudinal screen tubes are interconnected by the diameter of the furnace cameras. Thus, the boiler heat transfer pipes can be straight “snake” type, loop, three-loop U-shaped heat transfer pipes obtained by repeated bending of one whole pipe, coil pipes both at the periphery of the combustion chamber and at its end.
Разборный коллектор со съемной крышкой выполнен для осмотра концов теплообменных труб, закрепленных на трубной решетке коллектора, а также для их очистки, ремонта или замены.A collapsible collector with a removable cover is designed to inspect the ends of the heat exchanger pipes mounted on the manifold pipe grid, as well as to clean, repair or replace them.
Крепление и соединение теплообменных труб с секционным коллектором котла может быть выполнено различными способами: методом контактной сварки концов труб, шайбы и стакана, резьбовых шайб и теплообменных резьбовых труб на концах с трубной решеткой кольцевого коллектора, развальцовкой концов теплообменных труб в трубной решетке кольцевого коллектора, резьбовым соединением теплообменной трубы с затяжкой гайками с шайбами внутри и снаружи коллектора, склеивания труб со стаканом или заливкой зазора между стаканом и трубой расплавленным металлом - свинцом, эпоксидными смолами, эмалями, обычной сваркой трубы с коллектором и при помощи штуцера с двойной резьбой.Fastening and connecting the heat exchange pipes to the sectional collector of the boiler can be performed in various ways: by the method of resistance welding of pipe ends, washers and cups, threaded washers and heat exchange threaded pipes at the ends with the tube sheet of the annular manifold, expansion of the ends of the heat exchange pipes in the pipe lattice of the ring collector, threaded connecting the heat exchanger pipe with nuts and washers with washers inside and outside the collector, gluing the pipes with the glass or filling the gap between the glass and the molten pipe Ferrous materials - lead, epoxy resins, enamels, conventional welded pipe manifold and nozzle using a double thread.
Теплообменные участки труб, расположенные в конце топочной камеры (условно-конвективный пучок), которые перпендикулярны продольным экранным трубам и потоку продуктов сгорания, могут составлять единое целое с продольными трубами экранов. Геометрическую П-образную конфигурацию теплообменных труб котлоагрегата можно получить путем гиба единой трубы, при этом гибов может быть один и более.The heat exchange sections of the pipes located at the end of the combustion chamber (conventionally convective bundle), which are perpendicular to the longitudinal screen tubes and the flow of combustion products, can be integral with the longitudinal tubes of the screens. The geometric U-shaped configuration of the heat exchanger tubes of the boiler can be obtained by bending a single pipe, while there can be one or more bends.
Причем радиационно-конвективный пучок (участки труб) может соединяться несколькими способами с экранными продольными трубами различных типов, например путем резьбового соединения через резьбовые угольники при наличии резьбы на концах экранных продольных и условно конвективных теплообменных участков труб топочной камеры котла. Радиационно-конвективный пучок может состоять из гнутых (участки труб), из оребренных, эллипсных, змеевиковых, плавниковых, ошипованных, с гнутыми отводами (участками), петлевых и т.п. труб.Moreover, the radiation-convection beam (pipe sections) can be connected in several ways with screen longitudinal pipes of various types, for example, by threaded connections through threaded elbows in the presence of a thread at the ends of the screen longitudinal and conditionally convective heat-exchange sections of the pipes of the boiler combustion chamber. A radiation-convection beam can consist of bent (pipe sections), of finned, elliptical, serpentine, fin, studded, with bent branches (sections), loop, etc. pipes.
Съемных крышек и трубных досок у кольцевого коллектора может быть одна и более. Кольцевой технологический контур, расположенный в коллекторе, также имеет кольцевое или иное оребрение, а перегородки коллектора, выполненные со стороны топочной камеры, имеют выпуск (увеличены), т.к. они являются теплообменными элементами котла. Все это приводит к увеличению теплопередачи к циркулирующему в коллекторе теплоносителю и нагреваемому воздуху, движущемуся снаружи коллектора, т.к. выпуск перегородок выполнен и снаружи коллектора.There can be one or more removable covers and tube plates at the annular collector. An annular technological circuit located in the collector also has an annular or other ribbing, and the collector partitions made on the side of the combustion chamber have an outlet (enlarged), because they are heat exchanging elements of the boiler. All this leads to an increase in heat transfer to the coolant circulating in the collector and to the heated air moving outside the collector, because the release of partitions is made outside the collector.
Следует учитывать, что каждые последующие прямые участки гладких экранных продольных теплообменных труб топочной камеры котла после первой установленной теплообменной трубы в топочной камере котла будут длиннее предыдущих труб на диаметр трубы с учетом зазора между ними (2-3 мм), кроме случая установки в топке котла петлевых труб, которые имеют в конце топочной камеры петли в виде вытянутого эллипса или другие типы труб, например оребренные, плавниковые, ошипованные.It should be borne in mind that each subsequent straight sections of smooth screened longitudinal heat exchange pipes of the boiler combustion chamber after the first heat exchanger pipe is installed in the boiler furnace will be longer than the previous pipes by the pipe diameter taking into account the gap between them (2-3 mm), except for the case of installation in the boiler furnace loop pipes, which have at the end of the combustion chamber loops in the form of an elongated ellipse or other types of pipes, for example, finned, fin, studded.
Пример: П-образная прямая теплообменная труба ⌀ 28 мм, полученная за счет двух гибов, будет длиннее предыдущей, ранее установленной теплообменной трубы на 28 мм+4 мм=32 мм при условии, что теплообменные трубы имеют диаметр ⌀ 28 мм, а зазоры при установке труб в заднем торце топочной камеры примерно равны 2 мм между предшествующей и каждой последующей радиационно-конвективной трубой, расположенной в конце топочной камеры. Имеется в виду участок П-образной трубы в конце топочной камеры, который перпендикулярен движению продуктов сгорания.Example: U-shaped straight heat exchange pipe ⌀ 28 mm, obtained by two bends, will be longer than the previous, previously installed heat exchange pipe by 28 mm + 4 mm = 32 mm, provided that the heat exchange pipes have a diameter of ⌀ 28 mm, and the gaps at the installation of pipes in the rear end of the combustion chamber is approximately equal to 2 mm between the previous and each subsequent radiation-convective pipe located at the end of the combustion chamber. This refers to the portion of the U-shaped pipe at the end of the combustion chamber, which is perpendicular to the movement of the combustion products.
Цилиндрические водотрубные котельные установки с П-образными теплообменными трубами конструктивно могут быть выполнены как чисто теплофикационные - водогрейные, пароводогрейные с технологическим контуром нагрева теплоносителя (паровым контуром) для качественной термической деаэрации воды и потребления пара для собственных нужд и контурами нагрева топлив (газообразного и жидкого); так и как прямоточные паровые котельные установки с выработкой насыщенного или перегретого пара, в этом случае паровые цилиндрические прямоточные котельные установки отличаются тем, что имеют несколько кольцевых, частично-кольцевых, прямых перегородок, делящих цилиндрический коллектор на отдельные секции (камеры) с входом и выходом теплоносителя из них, при этом одна и более П-образных труб котла могут быть запараллелены и собраны в пакеты по ходу движения теплоносителя с целью увеличения числа кратности циркуляции теплоносителя в котле.Cylindrical water-tube boiler plants with U-shaped heat-exchange pipes can be structurally designed as purely heat-generating - water-heating, steam-heating with a heating medium heating circuit (steam circuit) for high-quality thermal deaeration of water and steam consumption for own needs and fuel (gas and liquid) heating circuits ; as well as direct-flow steam boiler plants with the production of saturated or superheated steam, in this case, steam cylindrical once-through boiler plants are distinguished in that they have several annular, partially annular, direct partitions dividing the cylindrical manifold into separate sections (chambers) with input and output coolant from them, while one or more U-shaped pipes of the boiler can be parallelized and packaged along the coolant in order to increase the number of times the coolant circulates into the cat e.
Продольные экраны и пучок радиационно-конвективных теплообменных труб при двухрядном шахматном расположении теплообменных экранных труб на двух концентрических окружностях трубной доски (досок) цилиндрического коллектора со съемной крышкой в водотрубных котлах разделены надвое (два потока). Пучок радиационно-конвективных труб имеет два хода по теплоносителю. Вначале теплоноситель движется во внешних теплообменных трубах (один ход), а затем во внутренних теплообменных трубах (второй ход) топочной камеры котла (частный случай медного водогрейного крышного котла).Longitudinal screens and a bundle of radiation-convective heat-exchange pipes with a double-row checkerboard arrangement of heat-exchange screen pipes on two concentric circles of a tube plate (s) of a cylindrical collector with a removable cover in water tube boilers are divided in two (two streams). The beam of radiation-convection pipes has two strokes along the coolant. First, the coolant moves in the external heat transfer pipes (one stroke), and then in the internal heat transfer pipes (second stroke) of the boiler combustion chamber (a special case of a copper hot-water roof boiler).
При расположении котельной установки в горизонтальном положении для опоры задней части котлоагрегата, которая состоит из экранов, утилизационных контуров и радиационно-конвективных труб (пучка), а также встроенного экономайзера, установленного перпендикулярно движению потока продуктов сгорания, на внешнюю горизонтальную цилиндрическую заднюю часть теплообменных экранных продольных труб одевается разборная, свободная или стягивающая, обечайка (опорный бандаж задней части котла и одновременно цилиндрический газоход), с которой соединяются задние опоры котла.When the boiler installation is in a horizontal position to support the rear of the boiler, which consists of screens, recycling circuits and radiation-convection pipes (bundle), as well as an integrated economizer installed perpendicular to the movement of the flow of combustion products, on the external horizontal cylindrical rear part of the longitudinal longitudinal heat-exchange screen the pipes are put on a collapsible, loose or tightening, shell (supporting bandage of the back of the boiler and at the same time a cylindrical gas duct), with which The boiler back supports are removed.
Топочная камера котла выполнена газоплотной, так как внешний ряд продольных экранных теплообменных труб, расположенных на внешней концентрической окружности кольцевого коллектора со съемной крышкой, может быть соединен металлическими перфорированными мембранами или, в упрощенной конструкции котла, топочная камера котла за внешним рядом боковых продольных экранных труб от кольцевого фронтального коллектора до выхода продуктов сгорания из котла может быть герметизирована съемным теплообменным оребренным с внешней и внутренней стороны цилиндром с взрывным клапаном (т.к. с внешней стороны оребренный цилиндр омывается потоком воздуха, а с внутренней стороны оребренный цилиндр омывается потоком продуктов сгорания). Цилиндр изготавливается из жаропрочного материала (сталь, цветные металлы и их сплавы, тугоплавкие сплавы, металлокерамика и т.п.). Он соединяет кольцевой коллектор с частью опорной обечайки и выполнен съемно-разборным. Цилиндр герметизирует топочную камеру и конвективную часть котла, а задний торец котла герметизирует металлический лист с патрубком выхода продуктов сгорания.The boiler’s combustion chamber is gas-tight, since the outer row of longitudinal shield heat exchanging pipes located on the outer concentric circle of the annular collector with a removable cover can be connected with perforated metal membranes or, in the simplified boiler design, the boiler combustion chamber behind the outer row of lateral longitudinal shield tubes ring front collector to the exit of combustion products from the boiler can be sealed with a removable heat-exchange finned external and internal side us cylinder with an explosive valve (since the outside of the finned cylinder is washed by a stream of air, and the inner side of the finned cylinder bordering the flow of combustion products). The cylinder is made of heat-resistant material (steel, non-ferrous metals and their alloys, refractory alloys, cermets, etc.). It connects the annular collector with a part of the support shell and is made detachable. The cylinder seals the combustion chamber and the convection part of the boiler, and the rear end of the boiler seals the metal sheet with the outlet pipe for the combustion products.
В более сложной конструкции котла на внешние экранные теплообменные трубы, соединенные перфорированными мембранами, также одевается металлический, разборный, оребренный цилиндр, служащий поверхностью нагрева воздуха, подаваемого на горелочное устройство. Нагреваемый поток воздуха, движущийся под кожухом (футляром) и омывающий внешние поверхности котлоагрегата, является теплоизоляцией, а перфорация мембран выполняется для нагрева разборного цилиндра (поверхности нагрева воздухоподогревателя) и обогрева внешних теплообменных экранных труб с внешней стороны (для создания температурного поля в пространстве между оребренным цилиндром и мембранами). Вместо К.В.П. возможна установка встроенного экономайзера.In a more complex boiler design, external metal screen tubes connected by perforated membranes also wear a metal, collapsible, finned cylinder that serves as the heating surface of the air supplied to the burner device. The heated air flow moving under the casing (case) and washing the external surfaces of the boiler is heat-insulated, and the membranes are perforated to heat the collapsible cylinder (heating surface of the air heater) and to heat the external heat-exchange screen tubes from the outside (to create a temperature field in the space between the finned cylinder and membranes). Instead K.V.P. installation of a built-in economizer is possible.
Котел имеет “пролетную” схему движения продуктов сгорания (термин “пролетная” взят из “Справочник эксплуатационника газифицированных котельных”. Под редакцией Е.Б.Столпнера. Ленинград, “Недра”, 1988., стр.216, 7-ая строка сверху) без поворотов, т.к. уходящие продукты сгорания из топочной камеры движутся прямолинейно в едином топочно-конвективном пространстве котлоагрегата (котел - топочная камера - конвективный пучок-газоход с расположенными в нем контурами) до конденсатора водяных паров (К.В.П.), содержащихся в продуктах сгорания, и паров, поступающих в топку с термического деаэратора.The boiler has a “span” diagram of the movement of combustion products (the term “span” is taken from the “Manual of the Operator of Gasified Boilers”. Edited by E. Stolpner. Leningrad, “Nedra”, 1988., p. 216, 7th line from the top) without turns, because exhaust gases from the combustion chamber move rectilinearly in a single furnace-convection space of the boiler unit (boiler - furnace chamber - convective beam-gas duct with circuits located in it) to the condenser of water vapor (K.V.P.) contained in the combustion products, and vapors entering the furnace from a thermal deaerator.
Контактный теплообменник соединен с цилиндрической обечайкой котельной установки посредством газохода-патрубка, патрубок проходит через поверхности нагрева воздухоподогревателя и кожуха. Именно хвостовая поверхность нагрева, стоящая после котлоагрегата, а именно контактный теплообменник, снижает температуру уходящих газов из котла до 50° С, использует внутреннюю теплоту парообразования при конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания, и водяных паров, поступающих с деаэратора, и фактически повышает КПД брутто котельной установки до 98% (“Сжигание газового и жидкого топлива в котлах малой мощности”. А.Н.Воликов, Л., “Недра”, 1989 г., стр.67-68, рис.3.12.) (“Газ и эффективность его использования в народном хозяйстве”, М.Б.Равич. М., “Недра”, 1987 г., стр.127, пример 11, снижение температуры продуктов полного сгорания с 240° С до 150° С). Вместо К.В.П. возможна установка встроенного экономайзера.The contact heat exchanger is connected to the cylindrical shell of the boiler plant by means of a flue pipe, the pipe passes through the heating surfaces of the air heater and the casing. It is the tail heating surface that stands after the boiler unit, namely, the contact heat exchanger that reduces the temperature of the flue gases from the boiler to 50 ° C, uses the internal heat of vaporization when condensing water vapor contained in the combustion products, and water vapor coming from the deaerator, and actually increases The gross efficiency of the boiler installation is up to 98% (“Combustion of gas and liquid fuels in low-power boilers”. A.N. Volikov, L., “Nedra”, 1989, pp. 67-68, Fig. 3.12.) (“ Gas and the efficiency of its use in the national economy ” , M.B.Ravich. M., "Nedra", 1987, p. 127, example 11, lowering the temperature of the products of complete combustion from 240 ° C to 150 ° C). Instead K.V.P. installation of a built-in economizer is possible.
Поверхностью нагрева воздуха в котельной установке служит внешняя оребренная цилиндрическая поверхность котла, заходящая с фронта котла на кольцевой коллектор и внешне или внутренне проходящая через опорную разборную обечайку (бандаж), а также часть патрубка газохода за обечайкой, обечайка с цилиндром выхода продуктов сгорания из котла, фронт котла (оребренный снаружи кольцевой, фронтальный коллектор), а также задний торец котла, которые находятся под кожухом (футляром). Таким образом, внешние оребренные поверхности котла находятся под футляром, поверхности котла омываются потоком воздуха, который нагревается и подается на горелочное пылегазомазутное устройство. (Нагретый воздух засасывается из воздухоподогревателя при установке дутьевого вентилятора на горелочном устройстве).The surface of the air heating in the boiler installation is the external finned cylindrical surface of the boiler, coming from the front of the boiler to the annular manifold and externally or internally passing through the support collapsible shell (bandage), as well as part of the flue pipe behind the shell, the shell with the cylinder for the exit of combustion products from the boiler, the front of the boiler (an external ribbed frontal collector), as well as the rear end of the boiler, which are located under the casing (case). Thus, the external finned surfaces of the boiler are located under the case, the surfaces of the boiler are washed by a stream of air, which is heated and supplied to the burner dust-gas-oil device. (Heated air is drawn in from the air heater when installing a blower fan on the burner).
Внешние оребренные поверхности котла, установленные в воздушном потоке, омываются им и контактируют с поверхностями нагрева, расположенными в пространстве под футляром. Конструкция таких воздухоподогревателей снижает потери тепла котлом в окружающую среду -q5 до десятых и сотых долей процента и в среднем повышает КПД брутто котлоагрегата на 1-4,5%. На всас дутьевого вентилятора через трубопровод подается также часть продуктов сгорания из газохода котла после утилизационных контуров, примерно 5% от общего объема, что служит второй экологической защитой окружающей среды (атмосферы).The external finned surfaces of the boiler, installed in the air stream, are washed by it and are in contact with heating surfaces located in the space under the case. The design of such air heaters reduces the heat loss by the boiler to the environment -q5 to tenths and hundredths of a percent and on average increases the gross efficiency of the boiler by 1-4.5%. A portion of the combustion products from the boiler flue after the recovery circuits, about 5% of the total volume, which serves as the second environmental protection of the environment (atmosphere), is also fed to the inlet of the blower fan through the pipeline.
При такой П-образной схеме соединения теплообменных труб с одним коллектором котла получается очень эффективный последовательный нагрев теплоносителя в каждом отдельном участке одной теплообменной трубы, так как она (труба) расположена в радиационной части котельной установки, что резко повышает теплосъем с единицы поверхности нагрева (Fкм2) теплообменной трубы, а следовательно, и увеличивает КПД брутто котла. Причем перегородки, установленные в секциях коллектора через перфорированные окна (отверстия), могут также регулировать и объемный проход (м3/час), скорость теплоносителя (м/сек) как через отдельные поверхности нагрева котла, так и самого кольцевого секционного коллектора. В разборном коллекторе котла перегородки коллектора выполнены разборные и съемные (винтовые, резьбовые, пазовые, замковые соединения перегородок) и при открытии крышек цилиндрического коллектора внутренние его перегородки разбираются и вынимаются.With such a U-shaped scheme for connecting heat exchange pipes to one boiler collector, a very effective sequential heating of the heat carrier in each separate section of one heat transfer pipe is obtained, since it (the pipe) is located in the radiation part of the boiler installation, which sharply increases heat removal from a unit of the heating surface (F to m 2 ) of the heat exchange pipe, and therefore increases the gross efficiency of the boiler. Moreover, the partitions installed in the sections of the collector through perforated windows (openings) can also control the volumetric passage (m 3 / h), the velocity of the coolant (m / s) both through separate heating surfaces of the boiler and the ring section collector itself. In the collapsible collector of the boiler, the partition walls of the collector are made collapsible and removable (screw, threaded, groove, lock joints of the partitions) and when the covers of the cylindrical collector are opened, its internal partitions are disassembled and removed.
Совмещенная и перепускная секция цилиндрического коллектора может быть выполнена без промежуточной, кольцевой или прямой перфорированной перегородки для снижения веса и гидравлического сопротивления коллектора в целом. Теплоноситель, двигаясь вдоль совмещенной секции коллектора, приходит с того же ряда установленных на коллекторе теплообменных труб и поступает в теплообменные трубы этого же ряда труб коллектора. В перепускной секции (камере) коллектора теплоноситель переходит из одного ряда теплообменных труб в другой ряд теплообменных труб, расположенных на разных концентрических окружностях коллектора. Расположение задних участков теплообменных труб, задних экранов в конце топочной камеры (в радиационно-конвективном пучке) является эффективным способом утилизации тепла, так как трубы создают лабиринтовое движение продуктов сгорания в пучке, при этом каждая теплообменная оребренная труба омывается потоком продуктов сгорания и также получает радиационное излучение от факела горелочных устройств.The combined and bypass section of the cylindrical collector can be performed without an intermediate, annular or direct perforated partition to reduce the weight and hydraulic resistance of the collector as a whole. The coolant moving along the combined section of the collector comes from the same row of heat exchange pipes installed on the collector and enters the heat exchange pipes of the same row of collector pipes. In the bypass section (chamber) of the collector, the coolant passes from one row of heat transfer pipes to another row of heat transfer pipes located on different concentric circles of the collector. The location of the rear sections of the heat exchange pipes, the rear screens at the end of the combustion chamber (in a radiation-convective beam) is an effective way of heat recovery, since the pipes create a labyrinth movement of the combustion products in the beam, and each heat-exchange finned tube is washed by the flow of combustion products and also receives a radiation radiation from a torch of burner devices.
Теплообменные трубы котла имеют свободное температурное расширение (удлинение) за счет гибов в опорной обечайке, так как вставлены в нее примерно за 150 мм до установки контуров подогрева топлив и приблизительно на 1 м от соединения ее с патрубком конденсатора водяных паров - контактным теплообменником (частный вариант.). При этом, поскольку выпар водяных паров с термического деаэратора направлен по трубопроводу в топку котла с целью снижения выбросов оксидов азота (экологическая защита), то в конечном итоге этот выпар водяных паров конденсируется в К.В.П., повышая теплотехнический КПД котельной установки в целом и не загрязняя атмосферы.The heat transfer tubes of the boiler have free thermal expansion (elongation) due to bends in the support shell, since they are inserted into it about 150 mm before the fuel heating circuits are installed and about 1 m from its connection with the water vapor condenser pipe — a contact heat exchanger (private version .). Moreover, since the vapor of water vapor from the thermal deaerator is directed through the pipeline to the boiler furnace in order to reduce nitrogen oxide emissions (environmental protection), then ultimately this vapor of water vapor condenses in KVP, increasing the heat engineering efficiency of the boiler plant in General and not polluting the atmosphere.
При изготовлении котла, когда продольные теплообменные трубы топочной камеры, соединяясь с цилиндрическим фронтальным коллектором до задних гибов П-образной трубы, соединены мембранами, то мембраны выполняются с прорезью (или перфорацией), чтобы с другой, внешней, стороны теплообменных труб существовало температурное поле и они (трубы) обогревались конвекцией продуктов сгорания, а также чтобы обогревалась и оребренная поверхность цилиндра от коллектора до заднего торца котла.In the manufacture of the boiler, when the longitudinal heat exchange pipes of the combustion chamber, connecting with the cylindrical frontal collector to the rear bends of the U-shaped pipe, are connected by membranes, the membranes are made with a slot (or perforation) so that there is a temperature field on the other, outer side of the heat exchange pipes and they (pipes) were heated by convection of combustion products, as well as to heat the finned surface of the cylinder from the collector to the rear end of the boiler.
Котлоагрегат может работать в пароводогрейном режиме без технологического контура. В этом случае возможен частичный теплофикационный отбор, когда часть нагретого теплоносителя отбирается, например, из определенной секции кольцевого коллектора, а остальная, оставшаяся, часть теплоносителя движется дальше по поверхности нагрева котла и превращается в пар.The boiler can operate in a steam-heating mode without a process circuit. In this case, partial heat recovery is possible, when a part of the heated coolant is taken, for example, from a certain section of the annular collector, and the remaining part of the coolant moves further along the boiler heating surface and turns into steam.
Предлагаемые котлы могут эксплуатироваться на опилках, лузге, с пылегазомазутной горелкой. При использовании пылевидных и жидких топлив на котле предусматривается паровая обдувка поверхностей нагрева котла и радиационно-конвективного пучка с контурами.The proposed boilers can be operated on sawdust, husk, with a gas and oil burner. When using pulverized and liquid fuels on the boiler, steam blowing of the heating surfaces of the boiler and radiation-convective beam with contours is provided.
Топочная камера полностью экранирована теплообменными трубами с последовательным трехступенчатым нагревом теплоносителя в каждой отдельной теплообменной трубе. При этом отсутствует температурная развертка теплообменных труб, присутствует температурная компенсация удлинения теплообменных труб при нагреве, имеется возможность увеличения экранной и конвективной поверхности котла за счет увеличения количества эллипсных петель, их разного гиба на отдельно взятой теплообменной трубе. Причем в цилиндрической топке правильно формируется факел горелочных устройств, т.к. факел распространяется по объему топочной камеры на расстоянии 100-150 мм от оребренных экранных и оребренных радиационно-конвективных труб, не касаясь их поверхности.The combustion chamber is completely shielded by heat transfer tubes with sequential three-stage heating of the heat carrier in each individual heat transfer tube. At the same time, there is no temperature sweep of the heat exchange tubes, there is a temperature compensation for the elongation of the heat exchange tubes during heating, there is the possibility of increasing the screen and convective surface of the boiler by increasing the number of ellipse loops, their different bending on a single heat transfer tube. Moreover, the torch of the burner devices is correctly formed in the cylindrical furnace, because the torch spreads over the volume of the combustion chamber at a distance of 100-150 mm from the finned screen and finned radiation-convective pipes, without touching their surface.
Петлевые трубы могут быть установлены на коллекторе в несколько рядов, "внахлест", в шахматном порядке.The loop pipes can be mounted on the collector in several rows, overlapping, in a checkerboard pattern.
Оребрение теплообменных труб в топочной камере котла выполняется с таким расчетом, чтобы конец ребра, обращенный в топочную камеру, имел температуру порядка 1273К для концентрации и повышения температурного поля (излучения) топочной камеры и тем самым интенсификации сгорания топлива, замены зажигательного пояса при сжигании пылеугольного топлива, а также для увеличения передачи тепла от (оребрения) соединенного с теплообменной трубой противоположного конца ребра.Finning of the heat exchange tubes in the combustion chamber of the boiler is carried out in such a way that the end of the rib facing the combustion chamber has a temperature of about 1273 K to concentrate and increase the temperature field (radiation) of the combustion chamber and thereby intensify the combustion of fuel, replace the incendiary belt when burning pulverized coal , as well as to increase the transfer of heat from (fins) of the opposite end of the rib connected to the heat exchange tube.
Оребренная петлевая П-образная труба с тремя эллипсами имеет поверхность нагрева в 9 раз больше, чем одна оребренная П-образная простая труба и, если учесть, что в петлевых трубах происходит последовательный нагрев теплоносителя в топочной камере, то КПД брутто котла, определенный по прямому балансу, будет значительно выше КПД брутто котлов выпускаемых и находящихся в промышленной эксплуатации.A finned loop U-shaped pipe with three ellipses has a
Чем больше секций в предлагаемом цилиндрическом оребренном фронтальном коллекторе, тем больше и насыщенней поверхность нагрева котла в топочной камере и конвективно-радиационном пучке, тем интенсивней нагрев теплоносителя котлом и соответственно больше рядов теплообменных труб на концентрических окружностях коллектора. Причем нагретый жидкий теплоноситель можно получить любых параметров из любой секции коллектора путем установки на крышке данной секции выходного вентиля (задвижки, клапана) для отбора теплоносителя.The more sections in the proposed cylindrical finned frontal collector, the more saturated the boiler heating surface in the combustion chamber and the convection-radiation beam, the more intense the heating of the heat carrier by the boiler and, accordingly, the more rows of heat transfer pipes on the concentric circles of the collector. Moreover, the heated liquid coolant can be obtained of any parameters from any section of the collector by installing an outlet valve (gate valve, valve) on the cover of this section to select the coolant.
КПД брутто предлагаемого котла нельзя определять и сравнивать по утилизационному методу определения КПД М.Б. Равича, т.к. утилизационная методика не учитывает радиационное тепло, полученное теплоносителем в топке, Традиацион (при этом q5 - определяется графически)The gross efficiency of the proposed boiler cannot be determined and compared according to the utilization method for determining the efficiency of M.B. Ravich, because the recycling method does not take into account the radiation heat received by the coolant in the furnace, T radiation (in this case, q5 is determined graphically)
и лишь отражает снижение температуры продуктов сгорания за котлом и его конвективными поверхностями (утилизацию потока); а q5 - очень малы, т.к. потери тепла в окружающую среду предлагаемым котлом передаются не теплоизоляции котла, а потоку воздуха, поступающему на горелочные устройства, и поэтому определение КПД таких котлов должно вестись только по прямому балансу, т.е. по выработке тепловой энергии котлом через теплосчетчик и другие системы приборов.and only reflects a decrease in the temperature of the combustion products behind the boiler and its convective surfaces (utilization of the flow); and q5 are very small, because Heat losses to the environment by the proposed boiler are not transferred to the boiler's insulation, but to the air flow entering the burner devices, and therefore, the efficiency of such boilers should be determined only by direct balance, i.e. to generate thermal energy by the boiler through a heat meter and other instrument systems.
Одной из основных технических характеристик котла является его поверхность нагрева (Fк· м2), которая измеряется по газовой стороне, и чем больше радиационная поверхность нагрева, тем экономичнее и эффективнее котел. Именно этой характеристике и отвечает предлагаемая конструкция котла по отношению к котлам иных типов. Универсальность предлагаемых котлов состоит в том, что они практически могут работать на любом виде топлива (но не слоевое сжигание топлива) и тепловая мощность таких котлов может составлять от 100 КВт до 1000 МВт.One of the main technical characteristics of the boiler is its heating surface (F to · m 2 ), which is measured along the gas side, and the larger the radiation heating surface, the more economical and efficient the boiler. It is precisely this characteristic that meets the proposed boiler design in relation to other types of boilers. The universality of the proposed boilers lies in the fact that they can practically operate on any type of fuel (but not layered fuel combustion) and the thermal power of such boilers can range from 100 kW to 1000 MW.
Кольцевой коллектор имеет линии опорожнения котла и снабжен предохранительными клапанами (на графической части не изображено).The annular collector has emptying lines for the boiler and is equipped with safety valves (not shown in the graphic part).
На коллекторе могут устанавливаться (соединяться с его секциями) теплообменные трубы с одним гибом (большого радиуса) и П-образные теплообменные трубы с оребрением, мембранами, ошиповкой, петлевые.On the collector can be installed (connected with its sections) heat transfer pipes with one bend (large radius) and U-shaped heat transfer pipes with fins, membranes, studding, loop.
Предлагаемый котел обладает самой высокой скоростью движения теплоносителя в трубах (2,2 м/сек), а также интенсивностью нагрева теплоносителя относительно производимых.The proposed boiler has the highest velocity of the coolant in the pipes (2.2 m / s), as well as the intensity of heating of the coolant relative to those produced.
На основании исследований, проведенных Американской Газовой Ассоциацией (АГА), раздел "Теплопередача в котле" стр. 8 следует: С внутренней стороны трубы теплоноситель (вода) имеет тенденцию образовывать устойчивую жидкую пленку, которая плотно "прилипает" к поверхности металла трубы. Она действует как теплоизоляция и значительно затрудняет передачу тепла от металла к воде. Если вода движется в трубе с достаточной скоростью (2,134 м/сек), то эта устойчивая пленка "смывается" потоком, а процесс передачи тепла воде значительно увеличивается. Причем каждый квадратный сантиметр поверхности трубы котла принимает в 4-10 раз больше тепла, чем квадратный сантиметр поверхности нагрева котла с движением теплоносителя со скоростью ниже 2 м/сек или в котлах с естественной циркуляцией - низкими скоростями потока теплоносителя в трубах. На основании вышеизложенного скорость движения теплоносителя в теплообменных трубах предлагаемых цилиндрических котлов принимается равной 2,2 м/сек.Based on studies by the American Gas Association (AHA), the section “Heat Transfer in a Boiler” p. 8 follows: On the inside of the pipe, the heat transfer medium (water) tends to form a stable liquid film that adheres tightly to the surface of the pipe metal. It acts as thermal insulation and greatly complicates the transfer of heat from metal to water. If water moves in the pipe at a sufficient speed (2.134 m / s), then this stable film is “washed off” by the stream, and the process of heat transfer to water increases significantly. Moreover, each square centimeter of the surface of the boiler pipe takes 4-10 times more heat than the square centimeter of the heating surface of the boiler with the movement of the coolant at a speed below 2 m / s or in boilers with natural circulation - low flow rates of the coolant in the pipes. Based on the foregoing, the velocity of the coolant in the heat transfer pipes of the proposed cylindrical boilers is assumed to be 2.2 m / s.
В качестве теплоносителя в предлагаемых котлах могут использоваться не только жидкие среды, но и газы. В этом варианте предлагаемый малогабаритный компактный котел рассматривается как высокотемпературный рекуперативный теплообменник, что позволяет использовать конструкции таких котлов не только по нагреву жидких сред (воды), но и газов (например, воздуха, азота, метана) для новых технологий с более совершенным использованием тепловой энергии от сжигаемого топлива.As a coolant in the proposed boilers can be used not only liquid media, but also gases. In this embodiment, the proposed small-sized compact boiler is considered as a high-temperature recuperative heat exchanger, which allows using the designs of such boilers not only for heating liquid media (water), but also gases (for example, air, nitrogen, methane) for new technologies with better use of thermal energy from combusted fuel.
На фиг.1 показана пароводогрейная котельная установка с вертикальным водотрубным котлом и контактным теплообменником (К. Т.);Figure 1 shows a steam boiler with a vertical water tube boiler and contact heat exchanger (K. T.);
на фиг.2 изображен кольцевой оребренный секционный коллектор;figure 2 shows the annular finned sectional collector;
на фиг.3 показано сечение цилиндрического коллектора котельной установки в плоскости I-I;figure 3 shows a cross section of a cylindrical manifold of a boiler plant in the plane I-I;
на фиг.4 изображен коллектор, который имеет более 4-х секций;figure 4 shows a collector that has more than 4 sections;
на фиг.5 изображен коллектор с тремя рядами теплообменных труб, расположенных в шахматном порядке на трубной доске (досках);figure 5 shows a collector with three rows of heat transfer pipes arranged in a checkerboard pattern on a tube board (boards);
на фиг.6 показан многофункциональный фронтальный (при горизонтальном расположении котлоагрегата) с выпусками секционный коллектор котла;in Fig.6 shows a multifunctional frontal (with a horizontal arrangement of the boiler) with releases sectional collector of the boiler;
на фиг.7 показан внешний ряд труб 4-х рядного коллектора с перепускной камерой;7 shows the outer row of pipes of a 4-row manifold with a bypass chamber;
на фиг.8 показан секционный коллектор, в конструкции которого часть теплообменных труб закреплена в шахматном порядке на его внешней стороне:on Fig shows a sectional collector, in the construction of which part of the heat exchange pipes is staggered on its outer side:
на фиг.9 и 10 поясняется устройство и работа пружинного взрывного клапана;Figures 9 and 10 explain the arrangement and operation of the spring blast valve;
на фиг.11 показана увеличенная поверхность нагрева одного участка теплообменной трубы радиационного конвективного пучка котлоагрегата;11 shows an enlarged heating surface of one section of a heat transfer pipe of a radiation convection beam of a boiler unit;
на фиг.12 изображены две соседние теплообменные петлевые трубы;12 shows two adjacent heat exchange loop pipes;
на фиг.13 показана разборная радиационно-конвективная часть теплообменной трубы, расположенная в конце топочной камеры;on Fig shows a collapsible radiation-convective part of the heat transfer pipe located at the end of the combustion chamber;
на фиг.14 и 15 показан участок разборной теплообменной трубы, который находится в радиационнно-конвективном пучке;on Fig and 15 shows a section of a collapsible heat transfer tube, which is located in a radiation-convection beam;
на фиг.16 представлена в сечении одна часть секции кольцевого разборного оребренного коллектора;on Fig presents in section one part of a section of an annular collapsible finned collector;
на фиг.17 изображено крепление резьбовых концов теплообменной трубы к трубной доске с помощью упорной шайбы и антикоррозийной гайки, расположенной внутри секции коллектора;Fig. 17 shows the fastening of the threaded ends of the heat exchanger pipe to the tube plate with a thrust washer and an anti-corrosion nut located inside the collector section;
на фиг.18 показана теплообменная труба с резьбой на конце;on Fig shows a heat transfer pipe with a thread at the end;
на фиг.19 показан штуцер;Fig.19 shows a fitting;
на фиг.20 изображена разборная теплообменная обечайка с опорным устройством;in Fig.20 shows a collapsible heat transfer shell with a support device;
на фиг.21 показана теплообменная двухопорная разборная полуобечайка;on Fig shows a heat transfer two-support collapsible half-shell;
на фиг.22 показана петлевая оребренная теплообменная труба, установленная в топочной камере;on Fig shows a looped finned heat exchange pipe installed in the combustion chamber;
на фиг.23 изображен котел с петлевой теплообменной трубой;Fig.23 shows a boiler with a loop heat exchange pipe;
на фиг.24 показано крепление одного конца теплообменной трубы в стакане;on Fig shows the fastening of one end of the heat exchange pipe in a glass;
на фиг.25 показана змеевиковая теплообменная труба, установленная в топочной камере котла;on Fig shows a coil heat exchange pipe installed in the combustion chamber of the boiler;
на фиг.26 изображена схематично водотрубная котельная установка с встроенным экономайзером;on Fig schematically shows a water tube boiler plant with a built-in economizer;
на фиг.27 показана перегородка коллектора.on Fig shows the partition of the collector.
Котельная установка содержит вертикальный экранированный водотрубный котел с полностью экранированной топочной камерой 1 с нижним расположением секционного коллектора 3, имеющего оребрение 2 (нижние опоры котла и К.Т. - контактного теплообменника не показаны). Разборный котел имеет четыре опоры, соединенные с нижним коллектором, а газоход, соединяющий котел с К.Т., имеет оребрение. Контактный теплообменник установлен на сборном баке. Газомазутное горелочное устройство - Г совмещено с дутьевым вентилятором 4, а на всасывающий патрубок вентилятора горелки из-под кожуха 5 приходит нагретый воздух воздухоподогревателя котла, туда же на всасывающий патрубок вентилятора также подводится линия трубопровода 6 рециркуляции продуктов сгорания, проходящая под кожухом котла, и линия трубопровода 7 выпара паров воды с бака-деаэратора (на фиг.1 трубопроводы показаны частично). Секционный коллектор в данном конкретном случае имеет патрубок входа 8 и патрубок выхода 9 нагретого теплоносителя из котла (показано стрелками).The boiler installation contains a vertical shielded water tube boiler with a fully shielded
Вертикальный цилиндрический водотрубный котел имеет пять контуров, первый контур технологический с целью нагрева теплоносителя (воды) в баке-деаэраторе для термической деаэрации воды состоит из внутреннего кольцевого усеченного коллектора 10, выполненного с оребрением и выпуском в топочную камеру вертикальной стенки, усеченный коллектор перфорирован с одной стороны, а с противоположной стороны усеченный коллектор 10 соединен с его теплообменной трубной системой 11, а змеевиковые трубные оребренные контуры 12-13 нагрева топлив (жидкого, газообразного) расположены за радиационной конвективной частью (пучком) котла. Котел в данном варианте имеет двухрядное шахматное экранирование по расположению экранных продольных (вдоль цилиндрической топочной камеры) теплообменных труб 14, 15 в топочной камере 1 котла (трубы на коллекторе установлены с таким шагом, чтобы на теплообменную поверхность нагрева воздуха не поступало излучение от факела горелочного устройства).A vertical cylindrical water tube boiler has five circuits, the first technological circuit in order to heat the coolant (water) in the deaerator tank for thermal deaeration of water consists of an internal annular truncated collector 10, made with fins and a vertical wall discharged into the combustion chamber, the truncated collector is perforated from one the sides, and on the opposite side, the truncated collector 10 is connected to its heat
На внешние экранные боковые нижние и верхние трубы цилиндрической топочной камеры котла (при его горизонтальном положении) и топочные задние экраны (радиационно-конвективный пучок труб котла) одевается теплообменная разборная оребренная цилиндрическая съемная поверхность нагрева воздуха, которая с помощью отбортовки и болтов с гайками соединяется с кольцевым коллектором 3.On the outer screen side lower and upper pipes of the cylindrical combustion chamber of the boiler (when it is horizontal) and the furnace rear shields (radiation-convective bundle of boiler pipes), a heat-exchange collapsible finned cylindrical removable air heating surface is put on, which is connected with flanges and bolts with nuts to ring
Поверхность воздухоподогревателя (основная) обозначена цифрой 16, т.к. на фиг.1 цилиндрическая поверхность воздухоподогревателя 16 сливается с внешними продольньми экранными вертикальными (фиг.1) трубами 15 котла, ведь толщина цилиндрической поверхности для лучшей теплопередачи и снижения металлоемкости котла не превышает 2-3 мм, цилиндрическая поверхность 16 в противоположном от коллектора 3 конце загерметизирована круглым листом металла, соединенным с цилиндрической поверхностью 16 (это тот частный случай, когда цилиндрический одноколлекторный котел скомпонован с контактным теплообменником), и в свою очередь герметизирует топочную камеру и газоход котла и имеет в топочной камере взрывные пружинные клапана, которые прижимаются пружинами к окнам, имеющимся на цилиндрической поверхности 16 нагрева воздуха. Причем на верхнем оребренном теплообменном круглом металлическом листе 2 газохода (не обозначен), герметизирующем газоход, установлен взрывной клапан 17. Продукты сгорания через окно, имеющееся в поверхности нагрева воздухоподогревателя 16, с которым и соединяется газоход котла и КТ, поворачивают в газоход, соединяющий котельную установку с контактным теплообменником - показано большой стрелкой.The surface of the air heater (main) is indicated by the
Кожух (футляр) котла обозначен цифрой 5, а цифрой 18-19 обозначены четвертый и пятый двухступенчатые (змеевиковые, петлевые) контуры нагрева теплоносителя, расположенные в газоходах перед патрубками входа и выхода продуктов сгорания из К.Т. Одноходовой цилиндрический газоход котельной установки закрывается поверхностью воздухоподогревателя 16, в свою очередь оребренная цилиндрическая поверхность 16 соединяется с круглым листом, закрывая трубную систему котла и герметизируя продольные, нижнюю, верхнюю и боковые части топочной камеры и конвективного пучка от секционного коллектора 3 почти до забора воздуха, поступающего на горение, через отверстие, расположенное над котельной установкой в кожухе (обозначено двумя параллельными стрелками). Круглый оребренный 2 металлический лист (круглая торцевая перегородка газохода), герметизирующий с заднего торца топочную камеру и цилиндрический газоход котельной установки, является поверхностью нагрева воздуха, как и установленный на нем взрывной клапан 17. Большими стрелками обозначено движение продуктов сгорания.The casing (case) of the boiler is indicated by the
Кожух 5, ограничивающий поверхность нагрева воздухоподогревателя, также имеет окно, через которое проходит газоход, соединяющий котел с КТ.The
Вертикальные продольные экранные теплообменные трубы первого 14 и второго 15 рядов топочной камеры должны устанавливаться на коллекторе в шахматном порядке, как дано в описании конструкции котла и в схеме-чертеже фиг.1, т.к. при шахматном расположении теплообменных экранных труб 14, 15 значительно возрастает теплосъем с топочной камеры котла и, соответственно, выработка котлом тепловой энергии за счет увеличения радиационной поверхности нагрева топочной камеры котлоагрегата, причем шахматное (плотное) экранирование топочной камеры служит защитой цилиндрической оребренной поверхности нагрева 16 воздухоподогревателя от прямого попадания лучевой (радиационной) энергии факела горелочных устройств и снижает температуру поверхности до нужных расчетных параметров. Все предлагаемые коллекторы таких типов котлов с двойным присоединением теплообменных оребренных труб к трубной доске (доскам) одного коллектора, но к разным секциям (камерам) этого коллектора выполняются съемными различными способами: например с помощью гайки (гаек) с резьбой. Коллектор, как правило, выполняется разборным или хотя бы со съемньми крышками и перегородками, что позволяет производить разборку трубной системы всех типов цилиндрических котельных установок с одним коллектором и заменой теплообменных труб или каждой отдельной трубы. При этом не исключается, что коллектор может быть неразборным, а теплообменные трубы несъемными, т.е. коллектор и соединение с ним теплообменных труб может быть выполнено глухим - на сварке.The vertical longitudinal screen heat exchange tubes of the first 14 and second 15 rows of the combustion chamber should be installed on the collector in a checkerboard pattern, as given in the description of the boiler design and in the drawing diagram of FIG. 1, since with a staggered arrangement of heat-exchanging
Коллектор имеет три секции (камеры) с двумя прямыми и одной полукольцевой перегородками; (на фиг.2 перегородки обозначены буквой П), входная секция 20 (куда поступает нагреваемый теплоноситель), перепускная секция (камера) 21, где теплоноситель из внешнего экранного ряда теплообменных труб переходит во внутренний ряд экранных теплообменных труб и по ним уже нагретый теплоноситель поступает в выходную обогреваемую секцию 22 нагретого теплоносителя и через патрубок выхода 23 нагретый теплоноситель направляется в тепловые сети к потребителю, а часть теплоносителя также из секции 22 поступает в технологический контур "полое кольцо" (которое совмещено с коллектором) через перфорированную, частично кольцевую перегородку и далее в его трубную систему 11 контура (показано стрелкой). Все отверстия трубных решеток коллекторов обозначены буквой О, в отверстиях закрепляются теплообменные трубы котла.The collector has three sections (chambers) with two straight and one half-ring partitions; (in Fig. 2, the partitions are marked with the letter P), the inlet section 20 (where the heated coolant enters), the bypass section (chamber) 21, where the coolant from the outer screen row of heat transfer tubes enters the inner row of screen heat transfer tubes and through it the already heated coolant enters into the outlet
Выпуск перегородок 24 выполнен с целью увеличения теплопередачи к теплоносителю, циркулирующему в секционном коллекторе и контуре (усеченное полое кольцо), нагретый в контуре 11 теплоноситель до газовой среды поступает на термический деаэратор и обдувку поверхностей нагрева радиационно-конвективного пучка и контуров котельной установки. Концы 25 теплообменных труб установлены на трубной решетке и закреплены с ней при помощи гайки 26 односторонним креплением с внутренней стороны секции коллектора (в этом варианте два конца теплообменной трубы имеют резьбу, на которую навинчиваются гайки 26), а упором концов 25 теплообменных труб в трубную решетку служит "раскатка" 27 - местное увеличение диаметра теплообменной трубы. Выпуск - это выход перегородки на 10-15 мм выше трубных досок и крышек коллектора для большего восприятия тепловой энергии перегородкой и передачи этой тепловой энергии теплоносителю и потоку воздуха (выпуск - это дополнительное оребрение).The release of the
Кольцевые коллекторы котельных установок имеют сливную линию, посредством которой опорожняются от теплоносителя как сами коллекторы, так и котел в целом. Через сливную линию коллектора и воздушник перед консервацией котла возможна продувка трубной системы котла и самого коллектора воздухом или инертным невзрывоопасным газом. На коллекторе имеются специальные патрубки, где по надобности устанавливаются предохранительные клапана, приборы и воздушник, который используется при заполнении котла теплоносителем.The ring collectors of boiler plants have a drain line, through which both the collectors themselves and the boiler as a whole are emptied from the coolant. Through the drain line of the collector and the air vent before preserving the boiler, it is possible to purge the pipe system of the boiler and the collector itself with air or an inert non-explosive gas. The manifold has special nozzles where safety valves, devices and an air vent are used as needed, which is used when filling the boiler with coolant.
Коллектор, изображенный на фиг.4, имеет более 4-х секций (камер), причем входная секция 28 имеет входной патрубок нагреваемого теплоносителя, а стрелкой показан вход теплоносителя в патрубок, а выходной патрубок теплоносителя, оребрение, предохранительные клапана, воздушник, сливной вентиль, приборы на фиг.4 не показаны. Секция 29-30 - совмещенная, в ней теплоноситель поступает из теплообменных труб внешнего ряда секции 29 в теплообменные трубы внешнего ряда совмещенной секции 30, трубы этого ряда расположены на одной концентрической окружности кольцевого коллектора. Секция 35 выхода нагретого теплоносителя из котла, при этом часть теплоносителя из секции 35 поступает в технологический кольцевой усеченный контур через перфорированную внутреннюю кольцевую перегородку коллектора (показано стрелками), а из кольцевого усеченного контура "полое кольцо" теплоноситель поступает в трубную систему контура 11. Усеченное "полое кольцо" выполнено с выпуском - оребрением. Технологически теплоноситель движется, циркулирует, последовательно проходя по секциям цилиндрического коллектора -28-29-30-31-32-33-34-35, причем секция 31-32 перепускная, в ней теплоноситель из теплообменных продольных труб внешнего ряда топочной камеры переходит в теплообменные продольные трубы внутреннего ряда топочной камеры, где температурный напор выше (противоток). Секция 28 - это выход нагретого теплоносителя к потребителю (патрубок не показан) и вход теплоносителя в контур "усеченное полое кольцо" и далее в трубную систему контура 11.The collector shown in figure 4 has more than 4 sections (chambers), and the inlet section 28 has an inlet pipe of a heated coolant, and the arrow shows the inlet of the coolant in the pipe, and the outlet of the coolant, fins, safety valves, air vent, drain valve , the devices in figure 4 are not shown. Section 29-30 - combined, in it the coolant enters from the heat exchange tubes of the outer row of
На фиг.5 изображен коллектор с тремя рядами теплообменных труб, расположенных в шахматном порядке на трубной доске (досках) цилиндрического разборного коллектора. Причем слово “разборный” коллектор имеется в виду прежде всего, что трубных съемных досок и съемных крышек коллектора одна и более, а способ изготовления коллектора в данном конкретном случае не рассматривается. Каждый ряд труб на коллекторе показан (обозначен через отверстия -0) частично - выборочно. Коллектор относится к технологическому жидкостному (частный случай) котлу с температурой нагрева теплоносителя до 115° С, при избыточном давлении теплоносителя в котле до 7 кгс/см2. Жидкостный котел не имеет технологического контура нагрева теплоносителя, т.к. термическая деаэрация теплоносителя (например, воды) может осуществляться в баке-деаэраторе от температуры теплоносителя в пределах 105 до 115° С на выходе теплоносителя из котла. Рассматриваемый котел может работать с пониженными параметрами до 95° С как “крышный” в замкнутой тепловой сети многоэтажного дома.Figure 5 shows a collector with three rows of heat transfer pipes arranged in a checkerboard pattern on a tube plate (boards) of a cylindrical collapsible collector. Moreover, the word “collapsible” collector means first of all that there are one or more tubular removable boards and removable collector covers, and the method of manufacturing the collector is not considered in this particular case. Each row of pipes on the manifold is shown (indicated through openings -0) partially - selectively. The collector refers to a technological liquid (special case) boiler with a heating medium temperature of up to 115 ° C, with an excess pressure of the heating medium in the boiler up to 7 kgf / cm 2 . The liquid boiler does not have a heating medium heating circuit, because thermal deaeration of the heat carrier (for example, water) can be carried out in the deaerator tank from the temperature of the heat carrier in the range of 105 to 115 ° C at the outlet of the heat carrier from the boiler. The considered boiler can work with reduced parameters to 95 ° C as a “roof” in a closed heating network of a multi-storey building.
Движение теплоносителя в предлагаемом цилиндрическом коллекторе распределяется следующим образом. Нагреваемый теплоноситель поступает во входной патрубок (обозначен стрелкой на фиг.5) секции 36 коллектора. Далее теплоноситель последовательно движется по теплообменным поверхностям нагрева (трубам) котла и последовательно проходит по теплообменным секциям (камерам) цилиндрического кольцевого коллектора 36-37-38-39-40-41-42-43-44-45-46-47. При этом предлагаемый коллектор содержит совмещенные секции (37-38) (41-42) (45-46) и перепускные секции (39-40) (43'-44), во всех коллекторах заложен один принцип и механизм циркуляции теплоносителя, это совмещенные секции (камеры), перепускные секции (камеры), через перфорированные перегородки, причем все секции (камеры) в свою очередь соединены последовательно теплообменными трубами котлоагрегата, в данной конструкции коллектора.The movement of the coolant in the proposed cylindrical collector is distributed as follows. The heated coolant enters the inlet pipe (indicated by the arrow in FIG. 5) of the
Отверстия в трубных досках обозначены буквой О. На фиг.6 показан предлагаемый многофункциональный фронтальный (при горизонтальном положении котлоагрегата) коллектор котла. Коллектор может быть изготовлен разными способами и из разных материалов, например отлит из силумина (чугуна), а с двух сторон к нему болтами приворачиваются с внешней стороны оребренные крышки (крышка), а с внутренней стороны (со стороны топочной камеры) трубные доски (доска), на котором установлены и соединены с ним герметично четыре ряда теплообменных труб - поверхностей нагрева котла. Данный предлагаемый кольцевой коллектор разработан для прямоточных пароводогрейных котлоагрегатов. Поступающий в коллектор теплоноситель входит в секцию (камеру) коллектора 48 и, двигаясь поочередно и последовательно по теплообменным трубам котла и секциям (камерам) коллектора 48-49-50-51-52-53-54-55-56-57-58-59-60-61-62-63, где в секции 57 цилиндрического коллектора часть теплоносителя в жидкой фазе отбирается на теплоснабжение, горячее водоснабжение - ГВС и технологические нужды, а оставшаяся часть теплоносителя из секции 57 проходит соответственно последующую систему теплообменных труб с более высоким температурным напором в котлоагрегате и секции коллектора 58-59-60-61-62 и превращается в пар. Секция 62 (камера) является секцией выхода насыщенного или перегретого пара (патрубок выхода на фиг.6 не показан) в зависимости от количества отбора теплоносителя, находящегося в жидкой фазе из секции 57 коллектора. Например, 70% теплоносителя отбирается в жидкой фазе - 70 тонн воды с t=90° C и 30 тонн пара с t=250° C из секции 63 (30%). Секция 57 является секцией промежуточного отбора теплоносителя.The holes in the tube boards are marked with the letter O. FIG. 6 shows the proposed multifunctional frontal (with the horizontal position of the boiler unit) boiler manifold. The collector can be made in different ways and from different materials, for example, cast from silumin (cast iron), and on both sides finned covers (cover) are screwed onto it from the outside and pipe boards (board) from the inside (from the combustion chamber side) ), on which four rows of heat-exchange tubes — boiler heating surfaces — are installed and connected hermetically. This proposed ring collector is designed for once-through steam boilers. The coolant entering the collector enters the section (chamber) of the
На фиг.7 показан частично от всего коллектора только внешний ряд труб 4-х рядного коллектора с перепускной камерой (71-72) коллектора, такой же, что и на фиг.6, разница лишь в том, что количество секций (камер) четвертого внешнего ряда теплообменных труб коллектора удвоено, при этом цилиндрический коллектор может иметь одну секцию и более.In Fig. 7, partially from the entire collector, only the outer row of pipes of the 4-row collector with the bypass chamber (71-72) of the collector is shown, the same as in Fig. 6, the only difference is that the number of sections (chambers) of the fourth the outer row of the heat exchange tubes of the collector is doubled, while the cylindrical collector may have one section or more.
Например: Один теплоноситель входит в коллектор и выходит с коллектора с более высокой температурой, но в жидкой фазе. Другой теплоноситель входит в коллектор в жидкой фазе (вода), а выходит с коллектора в виде перегретого пара с температурой -573 К (300° С) и т.д. На коллекторе (фиг.7) не показываются остальные ряды установленных теплообменных труб (показан только внешний ряд труб (отверстий) котлоагрегата и частично перепускная секция-камера (71-72).For example: One coolant enters the collector and exits the collector with a higher temperature, but in the liquid phase. Another heat carrier enters the collector in the liquid phase (water), and leaves the collector in the form of superheated steam with a temperature of -573 K (300 ° C), etc. The remaining rows of installed heat exchange pipes are not shown on the collector (Fig. 7) (only the outer row of pipes (holes) of the boiler unit and partially bypass section-chamber (71-72) are shown.
Теплообменные трубы устанавливаются пакетами таким образом, что части труб, пакета, расположенные в радиационно-конвективном пучке, лежат в одной плоскости, показано пунктиром и большими стрелками, показывающими также последовательность движения теплоносителя по секциям (64-65-66-67-68-69-70-71-72 и т.д.), часть внутренних рядов труб и секций на фиг.7 не показана.Heat exchange pipes are installed in packages so that the parts of the pipes and package located in the radiation-convective beam lie in the same plane, shown by a dotted line and large arrows, which also show the sequence of movement of the coolant in sections (64-65-66-67-68-69 -70-71-72, etc.), part of the inner rows of pipes and sections in Fig.7 is not shown.
Предлагаемые котлы с большим количеством секций в коллекторе и, следовательно, с многократной циркуляцией теплоносителя могут использоваться для выработки электроэнергии на конденсационных электрических станциях и ТЭЦ. Не на всех коллекторах, на чертежах отображено оребрение, но в описании и в действительности все коллекторы и их элементы - трубные доски, крышки, плоские перегородки, кольцевые внешние и внутренние перегородки имеют оребрение, выпуски, могут быть ошипованы, т.к. с одной стороны коллекторов данных типов располагается топочная камера, а с противоположной стороны коллектор является поверхностью нагрева воздухоподогревателя и омывается потоком воздуха, поступающего (подаваемого) на горелочные устройства котла.The proposed boilers with a large number of sections in the collector and, therefore, with multiple circulation of the coolant can be used to generate electricity at condensing power plants and thermal power plants. Not on all collectors, in the drawings, finning is shown, but in the description and in reality all the collectors and their elements - tube plates, covers, flat partitions, ring external and internal partitions have finning, outlets, can be studded, because on the one side of the collectors of these types a combustion chamber is located, and on the opposite side, the collector is the heating surface of the air heater and is washed by the flow of air entering (supplied) to the burner devices of the boiler.
На фиг.7 теплообменные трубы, соединяющие последовательно по движению теплоносителя секции предлагаемого коллектора, установлены таким образом, что их части (теплообменных труб), расположенные в радиационно-конвективном пучке, собраны в пакеты, а пакеты располагаются “друг за другом” (после первого, до последнего пакета) при любом положении котла.In Fig. 7, heat exchange tubes connecting in series along the motion of the heat carrier sections of the proposed collector are installed in such a way that their parts (heat transfer tubes) located in the radiation-convective beam are collected in packages, and the packages are located “one after another” (after the first , to the last package) at any position of the boiler.
На фиг.8 (чертеж-схема) показан секционный оребренный коллектор, в конструкции которого часть теплообменных экранно-конвективных труб закреплена в шахматном порядке на внешней стороне (кольце), образующей кольцевого коллектора, которая по сути дела является одновременно и кольцевой трубной решеткой (доской). Теплообменные трубы также установлены на плоской трубной решетке - внутренним торце того же коллектора. Теплообменные трубы образуют (установленные на внешнем кольце) фронтальный двойной экран по окружности, а это в свою очередь увеличивает поверхности нагрева котла, его эффективность и КПД брутто. Экранные теплообменные трубы 15, 14 (в общей сложности на фиг.8 показано три экранных трубы 15 - две, 14 - одна). Стрелками на трубах показано движение теплоносителя (П во всех коллекторах обозначает перегородку. 2 - внутреннее кольцевое оребрение коллектора и выпуск перегородки - кольцевой трубной доски. 73 - шпильки (крепеж), стягивающие крышку с трубной доской разборного коллектора. 74 - внешнее малое образующее кольцо коллектора. 26- резьбовые гайки, закрепляющие теплообменные трубы (на теплообменных трубах приварены упорные шайбы - подробнее будет ниже, здесь на фиг.8 не обозначены). Крышка коллектора - 75. Патрубок входа теплоносителя 8. Патрубок выхода нагретого теплоносителя 9. Гайка, стягивающая крышку с плоской трубной доской коллектора (крепеж) - 76.On Fig (drawing diagram) shows a sectional finned collector, in the construction of which part of the heat-exchange screen-convective pipes is staggered on the outer side (ring) forming an annular collector, which in fact is simultaneously an annular tube sheet (board ) Heat transfer pipes are also mounted on a flat tube sheet - the inner end of the same manifold. The heat exchange pipes form (mounted on the outer ring) a frontal double screen around the circumference, and this in turn increases the heating surfaces of the boiler, its efficiency and gross efficiency. Screen
На фиг.9 и фиг.10 поясняется устройство и работа пружинного взрывного клапана, расположенного по периметру над топочной частью и задними экранами (радиационно-конвективным пучком котла). Топочная и конвективная часть котла от кольцевого коллектора и после опорной конструкции котла (полуобечайки, обечайки) закрывается разборной оребренной 2 цилиндрической поверхностью 16 нагрева воздуха с отбортовкой 77 (из одной половины цилиндрической поверхности лист заделан на выпуск, чтобы герметизировать газоход в месте отбортовки 77, состоящей из двух половин, скрепленных крепежом. В цилиндрической поверхности нагрева воздуха (газоходе) имеются четыре окна 79, которые закрываются пружинными (поясными) клапанами 80 (опоясывающими с боков, сверху и снизу цилиндрическую поверхность газохода при его горизонтальном положении). Клапана изготавливаются из жаропрочного гибкого материала - листового металла. Через отбортовку взрывных клапанов по краям (а также по центру между окнами) проходят шпильки 81 с резьбой по концам, на которые под гайки и шайбы надеваются пружины 82 (пружинки незначительных размеров). Натяжение пружин 82 регулируется гайками 83. При возникновении в топочной камере избыточного давления (взрыве - “хлопке”) пружины 82 сжимаются, а клапан поднимается и через окна разборной цилиндрической поверхности из топки и газохода котла выходят газы в пространство воздухоподогревателя, ограниченное кожухом и связанное с горелочным устройством и атмосферой, при этом также срабатывает подпружиненный взрывной клапан 17 (см. фиг 1, установка пружинного устройства на взрывном клапане 17 не показана).In Fig.9 and Fig.10, the device and operation of the spring explosive valve located around the perimeter above the furnace part and the rear screens (radiation-convection beam of the boiler) are explained. The furnace and convection part of the boiler from the annular collector and after the boiler support structure (half-shell, shell) is closed by a folding finned 2
На фиг.11 показана увеличенная поверхность нагрева одного (условно второго) участка 84 теплообменной трубы - радиационно-конвективного пучка котлоагрегата. Поверхность нагрева соединяет две экранные продольные трубы топочной камеры котлоагрегата, противоположно расположенные на концентрической окружности кольцевого секционного коллектора, и своими петлями перпендикулярна движущемуся потоку продуктов сгорания, покидающему топочную камеру. Условный участок “два” теплообменной трубы расположен в газоходе таким образом, чтобы создавалось наибольшее аэродинамическое сопротивление движущемуся потоку продуктов сгорания, это один из способов увеличения поверхности нагрева радиационно-конвективного пучка и снижения температуры дымовых газов на выходе из котла, а следовательно, и увеличения КПД брутто котельной установки в целом.11 shows an enlarged heating surface of one (conditionally second)
На фиг.12 изображены только две соседние теплообменные петлевые трубы 85, они идентичны и установлены в топочной камере котельной установки на одной концентрической окружности кольцевого коллектора. Эллипсы-петли теплообменных экранных продольных труб уложены внахлест и соединены теплообменными связями - крепежами 86, а эллипсов-петель на теплообменной трубе может быть выполнено один (одна) и более, при этом петлевая экранная радиационная теплообменная труба (трубы) выполнена с разными радиусами гибов.On Fig shows only two adjacent heat
На фиг.13 показана разборная радиационно-конвективная (вторая) часть 87 теплообменной трубы, расположенная в конце топочной камеры котла, которая после гиба соединяется с (условно первым) участком 88 экранной продольной трубы с помощью резьбовой, внешне граненой муфты 89 с двумя резьбами на концах левой и правой, при этом соединяемые конец экранной продольной трубы (первый 88 участок) и конец радиационно-конвективной трубы (второй 87 участок) имеют аналогично муфте 89 разные резьбы левую и правую, дополнительно к муфте 89 соединение может происходить и с контргайками, которые на фиг.13 не показаны.13 shows a collapsible radiation-convective (second)
На фиг.14 и 15 показана разборная теплообменная труба - второй участок 87, который находится в радиационно-конвективном пучке (по ходу движения теплоносителя), а экранные продольные трубы 88 топочной камеры котла соединяются с вторым участком 87 (в первом случае - фиг.14) металлическими угольниками с резьбой, т.к. в этом случае резьба имеется на всех концах продольных экранов и участках трубы 87, соединяющей их. Разборная теплообменная труба может соединяться с помощью фланцев 91 (фиг.15). Все резьбы и разъемы, участвующие в соединениях теплообменных труб, могут быть промазаны уплотняющей влаготермостойкой мастикой, клеем, жидким стеклом, эмалями и смолами. Очистка разборных труб в котле после их разборки может производится механически с помощью гибкого стального троса с шарошкой, а в целом очистка трубной системы предлагаемых котлов предусматривается кислотной промывкой или промывкой комплексонами. При уплотнении фланцев применяются мягкие, уплотнительные шайбы из металла (свинец, алюминий, медь), причем теплообменная труба котла может присоединяться к коллектору также с помощью фланцев.Figs. 14 and 15 show a collapsible heat-exchange pipe - a
На фиг.16 представлена в сечении одна часть секции кольцевого разборного оребренного коллектора, который может быть наращен (составлен) до нескольких кольцевых секций с перегородками, т.е. коллектор может быть изготовлен, наращен и доведен до нескольких кольцевых секций с расположением теплообменных труб на концентрических окружностях коллектора и может быть идентичен коллекторам, изображенным на фиг.4-7.On Fig presents in section one part of the section of an annular collapsible finned collector, which can be extended (composed) to several annular sections with partitions, i.e. the collector can be manufactured, expanded and brought up to several annular sections with the location of the heat exchanger tubes on the concentric circles of the collector and can be identical to the collectors shown in figures 4-7.
Две кольцевые перегородки - П с клиновидными пазами имеют резьбовые шпильки 92, а крышка 94 и трубная доска - О секции коллектора имеют отверстия под шпильки 92 и стягиваются при помощи гаек 93.Two annular partitions - P with wedge-shaped grooves have threaded
Необходимая плотность секции 95 (камеры) коллектора обеспечивается клиновидными выступами на крышке 94 и трубной доске О (трубной решетке - О) и клиновидными пазами в перегородках, у которых для плотности в пазах имеется уплотнительный прокладочный материал.The required density of the collector section 95 (chamber) is provided by wedge-shaped protrusions on the
Коллектор имеет оребрение 2 и теплообменные напуски (дополнительное оребрение) со стороны крышек 94 и трубных досок О.The collector has a
На фиг.17 изображено крепление резьбовых концов теплообменной трубы 88 к трубной доске О с помощью упорной шайбы 96 и антикоррозийной гайки 93, расположенной внутри секции коллектора. Упорная шайба 96 со стальными теплообменными трубами соединяется при помощи сварки, а с медными теплообменными трубами и медной упорной шайбой 96 соединяется пайкой (припоем) или внутренняя часть шайбы 96 завальцовывается в кольцевой паз, имеющийся на теплообменной трубе (на фиг.17 не показано). Упорная шайба к тому же является теплообменным элементом котла-котельной установки, т.к. расположена в топочной камере, это своего рода дополнительное оребрение теплообменной трубы; с другой стороны, на конец теплообменной трубы, где имеется резьба, наворачивается крепеж (гайка 93), которая прижимает упорную шайбу 96 к трубной доске О, обеспечивая надежное разборное соединение. Гайка 93 должна быть изготовлена с антикоррозийным покрытием или из антикоррозионного материала (например, металлопластик).On Fig shows the fastening of the threaded ends of the
На фиг.18 показана (один конец продольного участка) теплообменная труба 88 с резьбой на конце, ее упором в трубную доску (на фиг.18 не показана) служит раскатка 97 (идентично упорной шайбе 96), а раскатка - это местное увеличение диаметра теплообменной трубы.On Fig shows (one end of the longitudinal section) the
На фиг.19 показан штуцер (ввертыш, крепеж резьбового конца теплообменной трубы к трубной доске), штуцер имеет внешнюю резьбу 98, по которой штуцер вворачивается в трубную доску и внутреннюю резьбу 99, по которой штуцер вворачивается на резьбовой конец теплообменной трубы (вворачивание штуцера производится одновременно на две резьбы), тем самым соединяя теплообменную трубу (два конца, два штуцера) с трубной доской.Fig. 19 shows a fitting (screw, fixture of the threaded end of the heat exchanger pipe to the tube plate), the fitting has an
Штуцер с трубной доской соприкасается по фаске 100, обеспечивая плотность как “клапан с седлом”, при этом штуцер имеет сквозное отверстие, по которому из секции коллектора в теплообменную трубу или из трубы поступает теплоноситель (показано двумя стрелками), а сам штуцер изготавливается из антикоррозионного материала и при замене теплообменной трубы должен отвинчиваться с помощью торцевого ключа, так как головка 101 штуцера выполнена граненной.The fitting with the tube plate is in contact with the
На фиг.20 изображена разборная теплообменная обечайка 102 с опорным устройством 103 в промежуточной и задней части котельной установки, причем показана часть 87 (не все трубы) теплообменных труб (второго участка теплообменной трубы - условно), причем участки 87 теплообменных оребренных труб проходят через центр газохода (теплообменные трубы не собраны в пакеты по секциям) и получают тепловую энергию радиационную и конвективную. Вид трубы - это вид котельного пучка (задних экранов) перед контурами против хода движения продуктов сгорания.In Fig.20 shows a collapsible
На фиг.21 показана теплообменная двухопорная разборная (крепеж не показан) полуобечайка 104, в нижней части имеет скользящий, облегающий обечайку лист металла, который соединен с продольными трубами котла и имеет возможность перемещаться по нижней стороне разборной обечайки фиг.20 (лист не показан) или полуобечайки (фиг.21), тем самым компенсируя температурное удлинение трубной системы котла, хотя в цилиндрических водотрубных котлах с петлевыми, змеевиковыми и гнутыми теплообменными трубами существует температурная самокомпенсация удлинения теплообменных труб в отличие от горизонтальных, жаротрубно-газотрубных котлов с жесткой термической конструкцией, большим термическим сопротивлением λ ккал/кг /δ м и малой радиационной поверхностью нагрева относительно цилиндрических водотрубных котлов с движением теплоносителя в теплообменных трубах со скоростью 2,15 м/сек и поэтому выработка тепла этими котлами практически на 50% ниже, чем в стальных противоточных водотрубных котлах. Отсюда и следует экономия топлива порядка 50% и более, но КПД брутто котла в таких случаях должно определяться по прямому балансу (через теплосчетчик).In Fig.21 shows a heat transfer two-support collapsible (fasteners not shown) half-
На фиг.22 показана петлевая оребренная теплообменная труба 14, которая установлена в топочной камере предлагаемого цилиндрического водотрубного котла, где концы оребрения (ребер), обращенных в топочную камеру, имеют температуру 1273 К.On Fig shows a looped finned
На фиг.23 изображен котел с петлевой (разные гибы) теплообменной трубой 14, оребренной. Петли радиационно-конвективного пучка расположены перпендикулярно потоку продуктов сгорания (поток обозначен большой стрелкой), в данном варианте котел имеет дополнительно фронтальный экран, т.к. теплообменные трубы соединяются с внешней образующей перегородкой кольцевого оребренного 2 коллектора, который в пространстве может занимать любое положение.On Fig shows a boiler with a loop (different bends)
На фиг.24 показано крепление одного конца теплообменной трубы 14 в стакане 105 с помощью заливки расплавленным свинцом 106, стакан крепится к трубной доске О на сварке, поскольку на чертежах трубные доски имеют отверстия, обозначенные буквой О, следует считать и обозначение трубной доски также буквой О, т.к. без отверстий трубных досок не бывает. Стакан 105 может соединяться с трубной доской О также различными способами (например, резьбовой, на клепках и т. д.).On Fig shows the fastening of one end of the
На фиг.25 показана змеевиковая теплообменная труба 107, установленная в топочной камере котла, при этом труба 107 имеет оребрение, которое на фиг.25 не показано, труба 107 соединена двумя концами с коллектором.On Fig shows a coil
На фиг.26 изображена схематично водотрубная котельная установка с встроенным экономайзером 108, оребренным кольцевым коллектором 3, топочной камерой 1, горелочными устройствами - Г, кожухом 5, экранными трубами 14-15 с радиационно-конвективным пучком 109, оребренной кольцевой поверхностью нагрева воздухоподогревателя 110, передними и задними опорами 103, маленькие стрелки показывают движение воздушного потока. Вход и выход теплоносителя, а также контуры котельной установки на чертеже схеме 26 заявителем не показаны.Fig.26 shows a schematic water tube boiler plant with a built-in
На фиг.27 показана сложная единая перегородка - П, состоящая из двух плоских и двух полукольцевых перегородок с трехходовым движением теплоносителя по рядам труб (1-2, 3-4, 5-6), разделенных перегородкой.On Fig shows a complex single partition - P, consisting of two flat and two half-ring partitions with a three-way movement of the coolant along the rows of pipes (1-2, 3-4, 5-6), separated by a partition.
Работа котельного агрегата осуществляется следующим образом.The operation of the boiler unit is as follows.
Нагретый теплоноситель из экономайзера 108 или контуров поступает в обогреваемый коллектор 3 во входную секцию, из входной секции теплоноситель поступает в трубную систему котла 14 и 15 и затем поступает в следующую обогреваемую секцию и затем поступает в трубную систему котла 14 и 15, пройдя поочередно все секции коллектора 3 и трубную систему котла, теплоноситель направляется к потребителю в заданных параметрах в виде горячей воды, насыщенного пара, перегретого пара.Heated coolant from
В предлагаемых конструкциях котлов с более высоким температурным напором между греющей и нагреваемой средой Δ t=t1-t2, вытекающим из конструктивных особенностей топочной камеры котла 1, нагрев теплоносителя происходит следующим образом. Поступающий теплоноситель начинает нагреваться во входной секции (камере) оребренного с обеих сторон коллектора 3, т.к. секция коллектора с внутренней стороны обращена в топочную камеру 1, а с другой стороны омывается (под кожухом) нагретым воздухом, подаваемым на горелочное устройство, затем теплоноситель из входной секции поступает в теплообменные экранные трубы 14 и 15 котла. Затем теплоноситель поступает в следующую обогреваемую секцию-камеру цилиндрического коллектора, а из секции коллектора путь теплоносителя продолжается в экранных теплообменных трубах 14 и 15 (условно разбитых на три участка), таким образом, теплоноситель проходит все секции коллектора и теплообменные трубы 14, 15 котлоагрегата и приходит в выходную обогреваемую секцию цилиндрического коллектора 3, откуда нагретый теплоноситель из выходного патрубка направляется к потребителю. Теплообменные трубы по последовательному нагреву теплоносителя "условно" делятся на три части, независимо от их (труб) геометрической конфигурации.In the proposed designs of boilers with a higher temperature pressure between the heating and the heated medium Δ t = t1-t2, resulting from the design features of the combustion chamber of the
Первая часть 88 трубы - в ней теплоноситель нагревается в участке экранной трубы, расположенной вдоль топочной камеры 1 котла (независимо от его положения), это закономерно для любого ряда теплообменных труб, затем теплоноситель поступает во второй (условный) участок 87 экранной трубы, расположенный в радиацнонно-конвективном пучке - конце топочной камеры 1, где вторая часть теплообменной трубы передает теплоносителю тепловую энергию не только излучением от факела горелочного устройства, но и конвекцией (омыванием) от потока движущихся продуктов сгорания топлива, затем теплоноситель поступает в (условно) третий участок теплообменной трубы, который также относится к продольной экранной трубе, расположенной вдоль топочной камеры котла, напротив (условно) первого участка данной теплообменной продольной экранной трубы; третий участок, как и первый участок трубы, расположен вдоль топочной камеры и пути распространения факела и движения продуктов сгорания.The
Предлагаемая компактная конструкция цилиндрических котлов может быть использована для индивидуальной системы отопления зданий, так называемых "крышных котельных", при этом в крышных котлах должны устанавливаться медные теплообменные трубы, так как коэффициент теплопроводности медных труб в семь раз выше, чем у обычных стальных котловых теплообменных труб, следовательно, и выработка тепла котлом увеличивается приблизительно во столько же раз.The proposed compact design of cylindrical boilers can be used for an individual building heating system, the so-called "roof boiler", while copper heat transfer pipes must be installed in roof boilers, since the thermal conductivity of copper pipes is seven times higher than that of ordinary steel boiler heat transfer pipes therefore, the heat production by the boiler increases by approximately the same amount.
У предлагаемых котельных установок основная часть тепла вырабатывается за счет радиационной энергии от факела сжигаемого топлива в оребренной трубной топочной камере котла при большой активной радиационной поверхности нагрева, при этом снижение тепловых потерь - q5 топочной камерой и конвективной частью котла происходит за счет нагрева воздуха, поступающего на горелочные устройства, а эффективный нагрев теплоносителя обусловлен за счет более высокого температурного напора между греющей и нагреваемой средами в каждой теплообменной трубе.In the proposed boiler plants, the bulk of the heat is generated due to radiation energy from the torch of combusted fuel in the finned tube furnace of the boiler with a large active radiation heating surface, while the reduction in heat loss - q5 by the combustion chamber and the convection part of the boiler is due to heating of the air supplied to burner devices, and efficient heating of the heat carrier is due to a higher temperature head between the heating and heated media in each heat transfer t Ube.
У предлагаемых водотрубных котлов возможна установка прямоугольных секционных коллекторов, но в этом варианте топочная камера котла и сам котел принимает форму прямоугольника, что приводит к температурной развертке теплообменных экранных труб в топочной камере котла, и в этом случае цилиндрическая экранированная топочная камера предпочтительна и более эффективна, чем прямоугольная топочная камераIt is possible to install rectangular sectional collectors for the proposed water tube boilers, but in this embodiment, the boiler combustion chamber and the boiler itself take the form of a rectangle, which leads to a temperature scan of the heat exchange screen tubes in the boiler furnace, and in this case, a cylindrical shielded furnace chamber is preferable and more efficient. than a rectangular combustion chamber
Котельные установки (котел, горелочные устройства, воздухоподогреватель) могут эксплуатироваться и без любого типа экономайзеров, т.к. утилизация продуктов сгорания (снижение температуры уходящих дымовых газов за котлом) в этом варианте производится частично радиационно-конвективным пучком и петлевыми контурами нагрева теплоносителя и топлив, а также первой рекуперативной трубной ступенью нагрева воздуха.Boiler plants (boiler, burners, air heater) can be operated without any type of economizers, because Utilization of combustion products (lowering the temperature of the flue gas behind the boiler) in this embodiment is partially carried out by a convection beam and loop loops for heating the coolant and fuels, as well as the first recuperative pipe stage for heating the air.
Предлагаемые противоточные цилиндрические конструкции котлов с радиационно-конвективными пучками в конце топочной камеры и одним оребренным кольцевым секционным коллектором, укомплектованные дутьевыми горелочными устройствами, экономайзерами, контурами, воздухоподогревателями, полностью изготовленные из меди с коэффициентом теплопроводности λ =390 Вт / (мК) и скоростью теплоносителя в теплообменных трубах V=2,2 м/сек, будут на несколько порядков эффективнее котлов, вырабатывающих тепловую энергию на ТЭЦ, а именно в 5 раз и более.The proposed countercurrent cylindrical designs of boilers with radiation-convective beams at the end of the combustion chamber and one finned ring sectional collector, equipped with blower burners, economizers, circuits, air heaters, made entirely of copper with a thermal conductivity coefficient λ = 390 W / (mK) and coolant speed in heat transfer pipes V = 2.2 m / s, they will be several orders of magnitude more efficient than boilers that generate thermal energy at thermal power plants, namely 5 times or more.
Claims (20)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002133814/06A RU2249761C2 (en) | 2002-12-15 | 2002-12-15 | Boiler plant with a cylindrical boiler and a water-heater, a water-tube countercurrent cylindrical boiler with a convective beam, a ring-shaped sectional finned collector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002133814/06A RU2249761C2 (en) | 2002-12-15 | 2002-12-15 | Boiler plant with a cylindrical boiler and a water-heater, a water-tube countercurrent cylindrical boiler with a convective beam, a ring-shaped sectional finned collector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002133814A RU2002133814A (en) | 2004-08-20 |
RU2249761C2 true RU2249761C2 (en) | 2005-04-10 |
Family
ID=35612015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002133814/06A RU2249761C2 (en) | 2002-12-15 | 2002-12-15 | Boiler plant with a cylindrical boiler and a water-heater, a water-tube countercurrent cylindrical boiler with a convective beam, a ring-shaped sectional finned collector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2249761C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2460940C1 (en) * | 2010-12-24 | 2012-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Multipass furnace of combustion device |
RU2717732C2 (en) * | 2016-01-22 | 2020-03-25 | Сермета | Condensing heat exchanger equipped with heat exchanging device |
RU197727U1 (en) * | 2019-05-14 | 2020-05-25 | Общество с ограниченной ответственностью "ГРУППА КОМПАНИЙ АТХ" (ООО "ГК АТХ") | FUEL UNIT WITH DIRECT AND INDIRECT HEATING |
CN112539410A (en) * | 2019-09-23 | 2021-03-23 | 苏州威博特能源环保科技有限公司 | Water-cooled combustor and condensation boiler |
RU2772675C1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-05-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Remote block economizer of the boiler |
-
2002
- 2002-12-15 RU RU2002133814/06A patent/RU2249761C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2460940C1 (en) * | 2010-12-24 | 2012-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Multipass furnace of combustion device |
RU2717732C2 (en) * | 2016-01-22 | 2020-03-25 | Сермета | Condensing heat exchanger equipped with heat exchanging device |
RU197727U1 (en) * | 2019-05-14 | 2020-05-25 | Общество с ограниченной ответственностью "ГРУППА КОМПАНИЙ АТХ" (ООО "ГК АТХ") | FUEL UNIT WITH DIRECT AND INDIRECT HEATING |
CN112539410A (en) * | 2019-09-23 | 2021-03-23 | 苏州威博特能源环保科技有限公司 | Water-cooled combustor and condensation boiler |
RU2772675C1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-05-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Remote block economizer of the boiler |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5687678A (en) | High efficiency commercial water heater | |
RU2317491C2 (en) | Condensation heat exchanger with a double bundle of tubes | |
CN111141028A (en) | Gas condensing boiler with high-adjusting-ratio water-cooling premixed combustion and high-strength heat exchange | |
CN102635945B (en) | Through-flow type narrow-clearance integral condensation hot-water boiler | |
CN103940087A (en) | Narrow gap flat round double-coil-pipe integral condensation boiler | |
CN105157228B (en) | Waterpipe type central flame flame condenses all-in-one oven | |
CN202521859U (en) | Tubular condensation boiler | |
RU2249761C2 (en) | Boiler plant with a cylindrical boiler and a water-heater, a water-tube countercurrent cylindrical boiler with a convective beam, a ring-shaped sectional finned collector | |
WO2015001666A1 (en) | Waste-heat boiler | |
RU2213307C2 (en) | Water boiler | |
CN106500318A (en) | A kind of built-in water-fire pipe gas-steam boiler of condenser | |
RU2386905C1 (en) | Heat generator | |
NZ549446A (en) | Looped system fuel-fired fluid heating/storage device | |
RU76104U1 (en) | CYLINDRICAL BOILER WITH CONVECTIVE SURFACES OF HEATING FROM SPIRAL PIPES (OPTIONS) | |
CN201611090U (en) | Waste-heat boiler superheater | |
RU2129243C1 (en) | Hot-water boiler | |
CN211503252U (en) | Gas condensation boiler structure with large adjusting ratio, water-cooling premixed combustion and high-strength heat exchange | |
CN103574569B (en) | cement kiln head waste heat boiler | |
CN105066437B (en) | The complete wet back of the body central flame flame boiler of integral type | |
CN113108300A (en) | Double-layer multi-convection heating device for large-scale assembled boiler and working method thereof | |
RU2110730C1 (en) | Barrel boiler | |
RU2260743C1 (en) | Vertical water-tube boiler (versions) | |
GB2049126A (en) | Boiler | |
RU2194213C2 (en) | Cylindrical hot-water boiler plant (versions) and metal circular header | |
RU2146790C1 (en) | Water-tube water boiler |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051216 |