Водогрійний котел

Реферат: UA 103607 U UA 103607 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до водотрубних котельних установок, зокрема до водогрійних котлів. Відомі багато чисельні конструкції парових та водогрійних котлів, що мають круглі труби різного діаметра із яких виготовляються конвективні та радіаційні поверхні нагріву. При цьому кожна окрема поверхня нагріву має вхідний та вихідний колектора для роздачі і збору робочій середи, що циркулює у трубах. Колектора з'єднуються між собою за допомогою водо- або пароперепускних труб і мають вигляд замкненої системи для циркуляції робочої середи під тиском у нутрі труб. Усі поверхні нагріву котла приєднуються до верхніх металоконструкції котрі спираються на колони. Велика кількість метала йде на виготовлення колон, металоконструкцій и несучих балок, що збільшує металоємність котла, виготовленого по традиційній технології. Дивись наприклад [1]. Відомі конструкційні рішення для водотрубних та парових котлів мають цілий ряд недоліків. Це пов'язано з необхідністю забезпечення газової щільності толочної камери і конвективного газоходу в місцях проходу великої кількості труб назовні скрізь теплоізоляцію котла, при цьому ділянки труб в теплоізоляції до входу в колектор і сам колектор не приймають участі в теплообміні, а тільки збільшують металоємність котла. Збільшує металоємність котла також використання окремих пакетів конвективних поверхонь нагріву (наприклад, перша та друга ступені водяного економайзера або пароперегрівача), що призводить до необхідності використання великої кількості допоміжних з'єднувальних колекторів. Чисельні спроби рішення цієї проблеми зводились до удосконаленню засобів придання газової щільності котлу без використання проміжних колекторів, шляхом з'єднання окремих частин котла нутрі топкової камери або газоходу без проходу труб крізь мурування котла [2]. Відомий водогрійний котел, у якому використовують прямокутні колектори або панелі з водоперепускними трубами для стиковки між собою різних поверхонь нагріву без проміжних колекторів [3]. Цей водогрійний котел розбірного гину має повністю закриту конвективними та радіаційними поверхнями нагріву призматичну топкову камеру та газоходи, які виготовлені із плоских прямокутних поверхонь нагріву (панелей), в тому числі із прямокутних труб. Котел не має колон, металоконструкцій та балок. Це дозволяє знизити металоємність котла, спростити його виготовлення та монтаж. Однак таке конструкційне рішення не може бути використано для виготовлення водогрійних котлів великої продуктивності та на підвищений тиск робочої середи вище 9 бар. До недоліків конструкції можливо також віднести тільки подовжену течію димових газів вздовж поверхонь нагріву. Задачею корисної моделі є створення призматичного котла самонесучої конструкції, без колон, металоконструкцій та балок, в якому топкова камера і конвективний газохід повністю покриті поверхнями нагріву та мають мінімальну кількість колекторів, що зменшує підсос холодного повітря. Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованій корисній моделі призматичні газоходи огороджені вертикальними прямокутними трубами, а круглі труби конвективних поверхонь нагріву без використання колекторів з'єднані всередині газоходу з прямокутними вертикальними трубами та утворюють змійовикові пучки труб з коридорним або шаховим розташуванням, при цьому кожний окремий змійовик пучка нижнім кінцем приєднай до нижньої частини вертикальної прямокутної труби, а верхнім кінцем до верхньої частини тієї ж самої вертикальної труби, так що разом з прямокутною трубою змійовик утворює контур натуральної циркуляції, при цьому зовні призматичні газоходи облямовані листовим металом, вертикальні прямокутні труби, розташовані на протилежних сторонах призматичної топкової камери або газоходу, виконані зі зсувом не менше ніж в один крок, так що проти прямокутних труб з однієї сторони газоходу на протилежній його стороні розташовані ніші, утворені сусідніми трубами та зовнішньою металевою облямівкою, при цьому ніші використовують для фіксації змійовика конвективної поверхні нагріву від вертикальних та горизонтальних зміщень. Прямокутні труби виконують роль жорсткої самонесучої конструкції, яка сприймає на себе вертикальні навантаження та виникаючі моменти які гнуть. Щоб топкова камера і конвективний газохід не втратили стійкість від вертикального навантаження, прямокутні труби, з'єднані з металевою облямівкою, яка має зовні теплоізоляцію, що захищає призматичний газохід. Конвективні поверхні нагріву у такому котлі виконують у вигляді змійовиків без колекторів, тобто круглі труби конвективного пучка прикріплюються до нижніх та верхніх частин прямокутних вертикальних труб, таким чином щоб з'явився пучок з подовженою або поперечною течією. Така компанійка котла без колон і без зовнішніх колекторів дозволяє здобувати високу газову щільність топкової камери та конвективних газоходів і зменшити металоємність котла. 1 UA 103607 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На фіг. 1 зображено водотрубний котел з прямокутними трубами в розрізі. На фіг. 2 зображена компанійка конвективної поверхні нагріву та з'єднання круглих труб з прямокутними вертикальними трубами топки або газоходу. Котел містить верхній колектор - 1 та нижній колектор - 2. Верхній та нижній колектора з'єднуються між собою вертикальними прямокутними трубами - 3, які приєднані до колекторів з визначеним кроком. Усі колектора та вертикальні труби мають прямокутний переріз. Поперечний крок прямокутних вертикальних труб повинен знаходиться у межах 1,05