Парен котел
Притежатели на патенти RU 2292519:
Изобретението е предназначено за подгряване на вода и производство на пара и може да се използва при топлоснабдяване и/или горещо водоснабдяване. Котелът съдържа шахтова пещ, образувана от предни, задни, странични, подови и таванни тръбни екрани, чиито тръби свързват долния и горния колектор, докато тръбите на горните екрани преминават в страничните и по-нататък в таванните екрани, образувайки С-образна конфигурация в секцията, в централната част на пещта има двусветлинен тръбен парогенератор. Долният и горният колектор са направени хоризонтално с една и съща конфигурация, и двата имат конфигурация на напречното сечение на I-лъч в план, двойният светлинен тръбен парогенератор на изхода има гребен от разклонителни тръби за подаване на пара към потребителите, единият от които е свързан с тръбопровод към разклонителната тръба на изхода на котела, доставяща гореща вода на потребителя. Изобретението осигурява опростяване на конструкцията, увеличаване на функционалността на котела и повишаване на неговата ефективност. 3 т.п. f-ly, 3 ил.
Парният котел принадлежи към топлоенергетиката и може да се използва за топлоснабдяване и / или топла вода с естествена циркулация на охлаждащата течност в общински, промишлени и селски съоръжения.
Известен е водогреен котел съгласно патент RU 2177116. Котелът се състои от корпус, горелка, пещ, образувана от странични, таванни и задни екрани, всеки от които е направен от най-малко два паралелни хоризонтални колектора, разположени един от друг, комуникиращи помежду си чрез тръби, а екраните са свързани помежду си чрез колектори в единна система за подаване и изпускане на охлаждащата течност.
Недостатъците на известния котел са:
- липса в дизайна мупредни и горни екрани, което намалява ефективността на нагряване на охлаждащата течност;
- липсата на парогенератор в неговия дизайн, което стеснява функционалността на котела;
- повишена обща метална консумация на колекторите, което увеличава сложността на монтажа на пещта и цената на котела.
Известен водогреен котел съгласно патент RU 2129243, избран за прототип. Екранираната горивна камера на известния котел е оформена от преден, каминен, вътрешен и външен страничен, тавански и заден екрани. Ситата са двуредни и се състоят от вертикални и хоризонтални тръби, свързани с колектори. Надлъжните колектори са свързани с един или повече двусветови екрани. Тръбите на предния екран са разделени под горелката и са свързани към външните тръби на таванния екран. Предният екран е свързан към хоризонтален колектор, чиито краища са свързани към предните вертикални колектори. Котелът може да бъде паронагревателен с допълнителна инсталация между тръбите на вертикален двувисочен екран от спираловидна тръбна система - парогенератор, който е удължен в конвективна хоризонтална шахта и служи за генериране на пара от котела.
Недостатъците на прототипа са:
- ниска ефективност на отоплението на топлоносителя;
- високо хидравлично съпротивление поради сложния дизайн и наличието на много завои на тръбопровода;
- ниска функционалност на котела;
- повишено общо метално съдържание на колекторите, което увеличава сложността на монтажа на пещта и цената на котела;
- ниска ефективност поради липсата на подаване на пара към горелката.
Техническият резултат от предложеното изобретение е премахването на недостатъците на прототипа, а именно:
- опростяване на дизайнагоривната камера на котела (самия котел);
- намаляване на общата металоемкост на колекторите;
- намаляване на сложността на монтажа на горивната камера и намаляване на цената на котела;
- повишаване на функционалността на котела, повишаване на неговата ефективност и стабилност на генерирането на пара.
Техническият резултат се постига чрез факта, че в парен котел, съдържащ шахтова пещ, образувана от предни, задни, странични, горнищни и таванни тръбни екрани, чиито тръби свързват долния и горния колектор, докато тръбите на горинните екрани преминават в страничните и по-нататък в таванните екрани, образувайки С-образна конфигурация в секцията, в централната част на пещта има двоен спираловиден тръбен парогенератор, съгласно изобретението и горните колектори са направени хоризонтални, със същата конфигурация, в план, и двата имат конфигурация на напречното сечение на I-лъч, парогенераторът с двойна спирала на изхода има гребен от дюзи за подаване на пара към потребителите, единият от които е свързан с тръбопровод към изходната тръба на котела, който доставя гореща вода на потребителя.
В парния котел тръбопроводът за подаване на пара към горелката може да бъде свързан към една от дюзите на гребена на изхода на парогенератора с двойна серпентина, за да се подобри светенето на пламъка.
Парогенераторът с две леки змиевидни тръби на входа може да има регулатор на мощността.
Тръбите на предното и задното стъкло могат да бъдат оборудвани с хидравлични шайби, за да се осигури равномерен воден поток.
Изпълнението на долния входящ и горен изходен колектори е хоризонтално, със същата конфигурация, с I-образна конфигурация на напречното сечение в план, което опростява конструкцията на котела поради неговата компактност.свързване на всички вертикални и С-образни тръби на радиационни екрани към колекторите. Опростяването на конструкцията на котела повишава неговата ефективност поради най-пълното прехвърляне на радиация от пламъка на горелката към тръбните екрани. Опростяването на дизайна също така позволява да се намали хидравличното съпротивление на котела, което разширява неговата функционалност.
Намаляването на броя на колекторите до два осигурява намаляване в сравнение с прототипа на общата дължина на тръбите на колекторите, което намалява теглото на металната конструкция на котела, намалява трудоемкостта на монтажа на елементите на пещта и намалява цената на котела.
Наличието на гребен от дюзи, разположени на изхода на двусветов спираловиден тръбен парогенератор, осигурява независимо подаване на пара към различни консуматори едновременно.
Свързването на първия разклонител на гребена с тръбопровод към изходящата тръба на котела осигурява на потребителя гореща вода, съдържаща определено количество пара.
Парогенераторът с двойна лека серпентина е функционално вграден еднократен парен котел, чиято висококачествена работа се осигурява от регулатор на водоснабдяването, разположен на входа. Тъй като парният котел работи според графика за гореща вода, при липса на регулатор на мощността е възможно да се получи мокра пара в резултат на непълно изпаряване на водата. Наличието на автоматичен регулатор на водоснабдяването, монтиран на входа на парогенератора с двойна лека змиевидна тръба, повишава стабилността на процеса на генериране на пара и осигурява производството на суха наситена пара, както при стартиране на котела, така и по време на неговите преходни и нормални режими на работа.
Поради факта, че С-образните тръби на котела, които образуват огнището, страничните и таванните екрани, са 1,5-2 пъти по-дълги от тръбите отпред и отзадекрани, след което за изравняване на хидравличното съпротивление тръбите на предните и задните екрани са оборудвани с хидравлични шайби, които позволяват да се осигури равномерно протичане на водата през всички екрани на котела.
Фигура 1 показва общ изглед на горивната камера на котела.
Фигура 2 показва изглед отгоре на камерата.
Фигура 3 показва разрез A-A на фигура 2.
Основата на шахтовата пещ на парния котел е долният вход 1 и горният изход 2 колектори, изработени от тръби с диаметър около 200 mm. Колекторите са разположени хоризонтално. Към колектора 1 е свързана входна тръба 3, към колектора 2 е свързана изходяща тръба 4 за захранване на консуматор на топла вода. Колектори 1 и 2 са свързани помежду си със ситовидни тръби с диаметър около 50 mm. С помощта на тръби 5 се изработва предният екран 6. С помощта на тръби 8 се изработва задното стъкло 22. С помощта на С-образни тръби 9 са направени странични 10, огнище 11 и таван 12 паравани. Устройството за горелка 13 е монтирано между тръбите 5 на предния екран 6. В централната част на пещта има двусветлинен змиевиден тръбен парогенератор 7, чиято входна тръба е свързана с тръбопровод към долния входен колектор 1 извън зоната на пещното пространство, което се дължи на необходимостта да се постави в него вграденият регулатор 14 за захранване на парогенератора 7 с вода. Изходната тръба 15 на парогенератора 7 е свързана с изходната тръба 4 на горния колектор 2. Изходната тръба 15 на парогенератора 7 е направена на изхода под формата на гребен 15, първата тръба 16 от която е свързана с тръбопровод 17 към изходната тръба 4 на котела, през който се подава гореща вода към потребителя. Към втория разклонителен тръбопровод 18 на гребена 15 на изхода на двусветлинния змиевиден тръбен парогенератор 7 е свързан тръбопровод 19 за подаване на пара към горелката 13, за да се подобри светенетопламък. На входа на гребена 15 има и разклонителна тръба 23 за подаване на пара към потребителя. Парогенераторът 7 с двойна спирална тръба на входа има регулатор за подаване на вода 14. Тръбите на предните 6 и задните 22 решетки имат хидравлични шайби 20, за да осигурят равномерен воден поток през всички решетки на котела.
Парният котел работи по следния начин.
Предложеният парен котел повишава ефективността на автономната отоплителна система (CAT) с естествена циркулация на охлаждащата течност чрез опростяване на конструкцията на пещта, намаляване на консумацията на метал, повишаване на ефективността на котела и осигуряване на минимално хидравлично съпротивление.
1. Парен котел, съдържащ пещ тип шахта, образувана от предни, задни, странични, долни и таванни тръбни екрани, тръбите на които свързват долния и горния колектор, докато тръбите на екрана на огнището преминават в страната и след това в екрана на тавана, образувайки С-образна конфигурация в секцията, в централната част на пещта има двоен тръбен парогенератор с намотка, характеризиращ се с това, че долният и горният колектори са направени хоризонтално от една и съща конфигурация, като и двата имат конфигурация на напречното сечение на I-лъч, парогенераторът с двойна лека змиевидна тръба на изхода има гребен от дюзи за подаване на пара към потребителите, едната от които е свързана с тръбопровод към изходната дюза на котела, който доставя гореща вода на потребителя.
2. Парен котел съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че тръбопровод за подаване на пара към горелката е свързан към една от дюзите на гребена на изхода на двусветлинния змиевиден тръбен парогенератор за подобряване на светенето на пламъка.
3. Парен котел съгласно претенция 1 или 2, характеризиращ се с това, че двусветовата змиевидна тръбапарогенераторът на входа има регулатор на мощността.
4. Парен котел съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че тръбите на предния и задния решетки имат хидравлични шайби за осигуряване на равномерен воден поток във всички решетки на котела.