RU2591476C1

RU2591476C1 - Hot-water boiler

Info

Publication number: RU2591476C1
Application number: RU2015105608/06A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Александрович Захаров; Ксения Васильевна Цыганкова; Александр Владимирович Кобзарь; Антон Андреевич Еськин; Надежда Сергеевна Ткач
Priority date: 2015-02-18
Filing date: 2015-02-18
Publication date: 2016-07-20

Abstract

FIELD: energy.

SUBSTANCE: invention relates to power engineering and can be used in heat supply systems of industrial and residential buildings. Boiler includes housing with furnace and convection chamber coaxial with it. At forefront of furnace burner is installed, and at rear edge is flue gases spreader. Parallel to the surface of the furnace there is a water-cooled heating surface. Hot-water boiler is detachable in vertical longitudinal plane, upper and lower headers, placed on one side from plane in section of the furnace are arc-shaped tubes that make furnace screens, and heating surface of convection chamber comprises transverse streaming pipe bunches. Heat insulation of boiler has connector at joint halves of boiler housing, equipped with gastight metal skin from outside. In cavity of convection chamber there are two split cylindrical shells. Diameter of larger shell corresponds to diameter of slicing cone, and smaller corresponds to discharge gas channel diameter. Trailing edge of the furnace is communicated with annular gas collector by gas tap pipes arranged on both sides of vertical diametral plane of boiler, in lined bottom.

EFFECT: technical result is reduction of costs, higher efficiency and repairability.

1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к котельной технике, в частности к водотрубным водогрейным котлам с тепловой производительностью до 4 мВт, и может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий.The invention relates to boiler equipment, in particular to water tube boilers with a heating capacity of up to 4 mW, and can be used in heat supply systems of industrial and residential buildings.

В отечественной и международной практике котлостроения котельный парк данной производительности в настоящее время представлен горизонтальными котлами цилиндрической формы, топка которых имеет камеру сгорания в виде горизонтальной жаровой трубы. Типичным представителем котлов данной серии является Водогрейный газотрубный трехходовой котел Термотехник ТТ 100-01 (см. http://entroros.ru/produktsiya/kotly-vodogrejnye-1000-16500-kvt/kotly-vodogrejnye-1000-15000-kvt_2.html).In the domestic and international practice of boiler building, the boiler fleet of this capacity is currently represented by horizontal cylindrical boilers, the firebox of which has a combustion chamber in the form of a horizontal flame tube. A typical representative of the boilers of this series is the Three-way gas-water boiler, Thermotechnician TT 100-01 (see http://entroros.ru/produktsiya/kotly-vodogrejnye-1000-16500-kvt/kotly-vodogrejnye-1000-15000-kvt_2.html) .

При этом конвективные поверхности нагрева, образованные дымогарными трубами газоходов расположенными осесимметрично вокруг камеры сгорания, дополнены поворотными камерами. Первая поворотная камера образована задней трубной доской и торосферическим днищем заднего фронта котла. Вторая поворотная камера - передней трубной доской и фронтальными дверцами котла. Пространство между жаровой трубой и внешним цилиндрическим корпусом котла заполнено нагреваемой водой.Moreover, convective heating surfaces formed by smoke tubes of gas ducts located axisymmetrically around the combustion chamber are supplemented by rotary chambers. The first pivot chamber is formed by the rear tube plate and the torospherical bottom of the rear front of the boiler. The second pivoting chamber is with the front tube plate and the front doors of the boiler. The space between the flame tube and the external cylindrical body of the boiler is filled with heated water.

Основными недостатками котлов данного типа является низкая интенсивность теплообмена между продуктами сгорания топлива и нагреваемой средой, обусловленная продольным омыванием горизонтального трубного пучка продуктами сгорания. При этом повышение эффективности теплообмена требует значительного увеличения скорости движения газов в дымогарных трубах газоходов, в сравнении с процессами теплопередачи от дымовых газов к нагреваемой среде при поперечном омывании трубных пучков, когда нагреваемая среда находится внутри труб, а дымовые газы движутся снаружи, поперечно обтекая трубные пучки. Используемая конструкция котлов обусловливает высокую металлоемкость и весогабаритные характеристики, необходимость обеспечения газовой плотности котлов, требующей сложного механического оборудования для изготовления жаровой трубы и поворотных крышек на передней и задней трубных досках. Жаротрубная конструкция конвективных газоходов надежна в работе только при использовании в качестве топлива природного и сжиженных газов и дизельного топлива, тогда как при сжигании мазутов, особенно тяжелых топочных, возникает опасность закоксовывания дымогарных труб конвективных газоходов.The main disadvantages of boilers of this type are the low heat exchange between the combustion products of the fuel and the heated medium, due to the longitudinal washing of the horizontal tube bundle by the combustion products. At the same time, an increase in the heat transfer efficiency requires a significant increase in the speed of gases in the smoke tubes of gas flues, in comparison with the processes of heat transfer from flue gases to the heated medium during transverse washing of the tube bundles, when the heated medium is inside the pipes and the flue gases move outside, transversely flowing around the tube bundles . The design of the boilers used determines the high metal consumption and weight and size characteristics, the need to ensure the gas density of the boilers, which requires sophisticated mechanical equipment for the manufacture of the flame tube and rotary covers on the front and rear tube boards. The fire tube design of convective flues is reliable only when using natural and liquefied gases and diesel fuel as fuel, while the burning of heavy fuel oils, especially heavy flue, poses a risk of coking of smoke tubes of convective flues.

Последняя проблема возникает из-за большого водяного объема котлов данного типа, обусловливающего высокую тепловую инерцию, и, как следствие, интенсивное коксование труб конвективных газоходов в период пуска котлов из холодного состояния и запуска их при работе в режиме пропусков.The last problem arises due to the large water volume of this type of boilers, which causes high thermal inertia, and, as a result, intense coking of convective gas ducts during the start-up of the boilers from the cold state and their start-up when operating in the skipping mode.

Известен также водогрейный котел, содержащий цилиндрический корпус с топкой и сосной с ней конвективной камерой, при этом на переднем фронте топки на ее продольной оси установлена горелка, а у заднего фронта топки установлен рассекатель дымовых газов, причем параллельно поверхности топки размещена экранная поверхность нагрева, кроме того, экранная поверхность нагрева топки и поверхности нагрева конвективной камеры подсоединены к подводящему и отводящему коллекторам (см. патент RU 2327084, МПК F24H 1/16, 2008 г.).A boiler is also known, which contains a cylindrical body with a furnace and a pine convection chamber with it, while a burner is installed on the front edge of the furnace on its longitudinal axis, and a flue gas cutter is installed at the rear front of the furnace, and a heating screen is placed parallel to the furnace surface, except Moreover, the heating surface of the furnace and the heating surface of the convection chamber are connected to the inlet and outlet collectors (see patent RU 2327084, IPC F24H 1/16, 2008).

Котел характеризуется высокой трудоемкостью изготовления, требующей специального оборудования; невысоким КПД ввиду недостаточно развитой конвективной поверхности нагрева, а также низкой ремонтопригодностью.The boiler is characterized by high labor intensity of manufacturing, requiring special equipment; low efficiency due to insufficiently developed convective heating surface, as well as low maintainability.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в снижении трудоемкости изготовления, повышении КПД котла и его ремонтопригодности.The problem to which this invention is directed is to reduce the complexity of manufacturing, increase the efficiency of the boiler and its maintainability.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в снижении себестоимости производства котлоагрегата, в повышении КПД за счет развитой конвективной поверхности нагрева в виде трубного пучка при поперечном обтекании его продуктами сгорания и повышении ремонтопригодности, за счет обеспечения доступа к узлам и элементам топки и конвективной камеры с возможностью качественной очистки теплообменных поверхностей, что приводит к восстановлению высокой интенсивности теплообмена в котле при сжигании тяжелых топочных мазутов.The technical result obtained in solving the problem is expressed in reducing the cost of production of the boiler unit, in increasing the efficiency due to the developed convective heating surface in the form of a tube bundle with transverse flow around it with combustion products and increasing maintainability, by providing access to the components and components of the furnace and convective chambers with the possibility of high-quality cleaning of heat-exchange surfaces, which leads to the restoration of a high intensity of heat transfer in the boiler when burning heavy oil residues.

Поставленная задача решается тем, что водогрейный котел, содержащий корпус с топкой и соосной с ней конвективной камерой, при этом на переднем фронте топки на ее продольной оси установлена горелка, а у заднего фронта топки установлен рассекатель дымовых газов, причем параллельно поверхности топки размещена экранная поверхность нагрева, кроме того, экранная поверхность нагрева топки и поверхности нагрева конвективной камеры подсоединены к подводящему и отводящему коллекторам, отличается тем, что продольная ось котла ориентирована горизонтально, при этом топка и конвективная камера размещены последовательно, причем водогрейный котел выполнен разъемным в вертикальной продольной плоскости, для чего пара параллельных коллекторов, выполненных на всю длину котла, разделенных внутренними перегородками на подводящие и отводящие участки, размещены соответственно в верхней и нижней частях корпуса, по обе стороны от диаметральной вертикальной плоскости разъема половин корпуса котла, при этом верхний и нижний коллекторы, размещенные с одной стороны от плоскости разъема, на участке топки сообщены дугообразными трубами, конгруэнтными очертаниям внутренней поверхности котла, образующими топочные экраны, а поверхности нагрева конвективной камеры содержат поперечно обтекаемые трубные пучки, выполненные из параллельных пакетов, каждый из которых содержит дугообразные трубы, концы которых сообщены либо с верхним и нижним коллекторами соответствующей половины котла, либо с нисходящим и восходящим соосными патрубками, сообщенными с этими коллекторами, кроме того, тепловая изоляция котла выполнена с разъемом по стыку половин корпуса котла, снабжена снаружи газоплотной металлической обшивкой, продольные кромки которой и торцы снабжены фланцами, выполненными с возможностью разъемного соединения деталей корпуса водогрейного котла, при этом рассекатель дымовых газов содержит рассекающий конус и скрепленный с ним трубчатый элемент, соосные продольной оси котла, причем поверхность рассекающего конуса рассекателя дымовых газов, обращенная к топке, выполнена, предпочтительно, в виде гиперболоида вращения, причем поверхность рассекателя дымовых газов снабжена футеровкой, кроме того, в полости конвективной камеры размещены две разъемные цилиндрические обечайки, соосные друг другу и продольной оси котла, длиной, меньшей расстояния от задней поверхности рассекающего конуса до заднего фронта корпуса котла, при этом диаметр большей обечайки соответствует диаметру рассекающего конуса, с которым она скреплена, а диаметр меньшей обечайки соответствует диметру отводящего газового канала, выполненного на заднем фронте корпуса котла, с которым эта обечайка скреплена, кроме того, задний фронт топки сообщен с кольцевым газовым коллектором посредством газоотборных труб, размещенных с обеих сторон вертикальной диаметральной плоскости котла, в футерованном поде, при этом кольцевой газовый коллектор выполнен разрезным в плоскости разреза котла и сообщен с подводящими участками газоотборных труб в его зоне смешения мазута с первичным воздухом, при этом футерованный под котла выполнен с разъемом по стыку половин котла. Кроме того, на переднем и заднем фронте котла размещены перепускные каналы, выполненные разъемными и снабженные компенсирующими сильфонными вставками.The problem is solved in that a boiler containing a housing with a furnace and a convection chamber coaxial with it, with a burner installed on the front edge of the furnace on its longitudinal axis, and a flue gas cutter installed at the rear front of the furnace, with a screen surface parallel to the surface of the furnace heating, in addition, the screen surface of the heating of the furnace and the heating surface of the convection chamber are connected to the inlet and outlet collectors, characterized in that the longitudinal axis of the boiler is oriented horizontally on-line, while the furnace and convection chamber are arranged in series, and the boiler is detachable in a vertical longitudinal plane, for which a pair of parallel collectors made over the entire length of the boiler, separated by internal partitions into inlet and outlet sections, are located respectively in the upper and lower parts of the housing , on both sides of the diametrical vertical plane of the connector of the halves of the boiler body, while the upper and lower collectors located on one side of the plane of the connector, on The combustion chamber is communicated with arcuate pipes congruent to the outlines of the boiler’s inner surface forming furnace screens, and the convection chamber heating surfaces contain transversely streamlined tube bundles made of parallel packets, each of which contains arcuate pipes whose ends are connected either with the upper and lower collectors of the corresponding half the boiler, or with descending and ascending coaxial nozzles communicated with these collectors, in addition, the thermal insulation of the boiler is made with a connector a poke of the boiler body halves, is provided externally with a gas-tight metal sheathing, the longitudinal edges of which and the ends are provided with flanges made with the possibility of detachable connection of the boiler body parts, while the flue gas cutter contains a dissecting cone and a tubular element fastened with it, coaxial with the longitudinal axis of the boiler, the surface of the cutting cone of the flue gas separator facing the furnace is preferably made in the form of a hyperboloid of rotation, the surface of the flue gas divider It is provided with a lining, in addition, two detachable cylindrical shells are placed in the cavity of the convection chamber, coaxial with each other and the longitudinal axis of the boiler, with a length shorter than the distance from the rear surface of the cutting cone to the rear front of the boiler body, while the diameter of the larger shell corresponds to the diameter of the cutting cone, with which it is bonded, and the diameter of the smaller shell corresponds to the diameter of the exhaust gas channel, made at the trailing edge of the boiler body, with which this shell is bonded, in addition, the rear fr nt the furnace is in communication with the annular gas manifold by means of gas sampling pipes placed on both sides of the vertical diametrical plane of the boiler in a lined hearth, while the annular gas manifold is made split in the sectional plane of the boiler and communicated with the supply sections of the gas sampling pipes in its mixing zone of fuel oil with primary air while lined under the boiler is made with a connector at the junction of the halves of the boiler. In addition, bypass channels are made on the front and rear front of the boiler, made detachable and equipped with compensating bellows inserts.

Сопоставительный анализ существенных признаков заявленного решения с существенными признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the essential features of the claimed solution with the essential features of the prototype and analogues indicates the compliance of the claimed solution with the criterion of "novelty."

Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.The features of the characterizing part of the claims solve the following functional tasks.

Признаки «… продольная ось котла ориентирована горизонтально, при этом топка и конвективная камера размещены последовательно …» обеспечивают уменьшение габаритов поперечного сечения котла и упрощение его изготовления и, в совокупности с другими признаками, возможность доступа к узлам и элементам топки и конвективной камеры котла при исключении возможности опрокидывания частей котла после его разъема, имеющейся при вертикальной компоновке.The signs "... the longitudinal axis of the boiler is oriented horizontally, while the furnace and convection chamber are placed sequentially ..." provide a reduction in the size of the cross section of the boiler and simplification of its manufacture and, in combination with other signs, the ability to access the components and elements of the furnace and convection chamber of the boiler with the exception the possibility of overturning parts of the boiler after its connector, available with a vertical layout.

Признак, указывающий, что «водогрейный котел выполнен разъемным в вертикальной продольной плоскости» обеспечивает возможность легкого доступа к узлам и элементам топки и конвективной камеры котла, после его разъема на две половины.A sign indicating that "the boiler is made detachable in a vertical longitudinal plane" provides easy access to the components and components of the furnace and convection chamber of the boiler, after its connection into two halves.

Признаки «… пара параллельных коллекторов, выполненных на всю длину котла, разделенных внутренними перегородками на подводящие и отводящие участки, размещены, соответственно, в верхней и нижней частях корпуса по обе стороны от диаметральной вертикальной плоскости разъема половин корпуса котла …» обеспечивают одинаковую возможность утилизации тепла «обеими половинами» котла.The signs "... a pair of parallel collectors made over the entire length of the boiler, separated by internal partitions into supply and discharge sections, are located, respectively, in the upper and lower parts of the casing on both sides of the diametrical vertical plane of the connector of the boiler casing halves ..." provide the same possibility of heat recovery "Both halves" of the boiler.

Признаки «… верхний и нижний коллекторы, размещенные с одной стороны от плоскости разъема, на участке топки сообщены дугообразными трубами, конгруэнтными очертаниям внутренней поверхности котла, образующими топочные экраны …» обеспечивают съем тепла на участке топки и защиту корпуса котла от разрушения тепловым потоком сгорающего топлива.The signs "... the upper and lower collectors, located on one side of the connector plane, in the furnace section are communicated by arcuate pipes, congruent to the outlines of the internal surface of the boiler, forming furnace screens ..." provide heat removal in the furnace section and protect the boiler body from destruction by the heat flow of burning fuel .

Признаки, указывающие, что «поверхности нагрева конвективной камеры содержат поперечно обтекаемые трубные пучки, выполненные из параллельных пакетов, каждый из которых содержит дугообразные трубы, концы которых сообщены либо с верхним и нижним коллекторами соответствующей половины котла, либо с нисходящим и восходящим соосными патрубками, сообщенными с этими коллекторами», обеспечивают съем тепла на участке конвективной камеры».Signs indicating that “the heating surfaces of the convection chamber contain transversely streamlined tube bundles made of parallel packets, each of which contains arcuate pipes whose ends are connected either with the upper and lower collectors of the corresponding half of the boiler, or with downward and upward coaxial pipes communicated with these collectors, "provide heat removal in the area of the convection chamber."

Признаки «… тепловая изоляция котла выполнена с разъемом по стыку половин корпуса котла, снабжена снаружи газоплотной металлической обшивкой, продольные кромки которой и торцы снабжены фланцами, выполненными с возможностью разъемного соединения деталей корпуса водогрейного котла …» обеспечивают надежную герметизацию внутреннего объема топки и конвективного блока, предотвращает выбивание продуктов сгорания из котла при работе под наддувом и исключает повышенные присосы наружного воздуха в топку и газоходы котла при работе под разрежением.The signs "... the thermal insulation of the boiler is made with a connector at the junction of the halves of the boiler, is provided externally with a gas-tight metal sheathing, the longitudinal edges of which and the ends are equipped with flanges that can detachably connect the parts of the boiler body ..." ensure reliable sealing of the internal volume of the furnace and convection unit, prevents knocking out of combustion products from the boiler when working under pressurization and eliminates the increased suction of external air into the furnace and gas flues of the boiler when working under discharge by burning.

Признаки «… рассекатель дымовых газов содержит рассекающий конус и скрепленный с ним трубчатый элемент, соосные продольной оси котла …» обеспечивают возможность организации последовательных (по движению газов) симметричных коаксиальных газоходов в объеме конвективной камеры, площадь поперечного сечения которых уменьшается по ходу движения газов, что обеспечивает постоянство высоких скоростей движения дымовых газов, и повышение эффективности теплоотдачи при нагреве воды.The signs "... the flue gas cutter contains a dissecting cone and a tubular element fastened with it, coaxial with the longitudinal axis of the boiler ..." provide the possibility of organizing sequential (along the movement of gases) symmetric coaxial flues in the volume of the convection chamber, the cross-sectional area of which decreases along the gas, which provides constancy of high speeds of movement of flue gases, and increase of efficiency of heat transfer when heating water.

Признак, указывающий, что «… поверхность рассекающего конуса рассекателя дымовых газов, обращенная к топке, выполнена, предпочтительно, в виде гиперболоида вращения …» минимизирует аэродинамическое сопротивление рассекателя.A sign indicating that "... the surface of the dissecting cone of the flue gas divider facing the firebox is preferably made in the form of a hyperboloid of rotation ..." minimizes the aerodynamic drag of the divider.

Признак, указывающий, что «… поверхность рассекателя дымовых газов снабжена футеровкой …» повышает теплостойкость и работоспособность этих элементов.A sign indicating that "... the surface of the flue gas divider is provided with a lining ..." increases the heat resistance and performance of these elements.

Признаки «… задний фронт топки сообщен с кольцевым газовым коллектором посредством газоотборных труб, размещенных с обеих сторон вертикальной диаметральной плоскости котла, в футерованном поде …» направлены на рециркуляцию части дымовых газов для смешения с первичным воздухом и повышение температуры вторичного дутья, что обеспечивает интенсивное испарение распыленного мазута, устойчивое воспламенение и выгорание мазутного факела, выгорание мазутного кокса в топке.The signs "... the rear front of the furnace is connected to the annular gas manifold by means of gas sampling pipes located on both sides of the vertical diameter plane of the boiler in the lined hearth ..." are directed to recirculate part of the flue gases for mixing with the primary air and increase the temperature of the secondary blast, which ensures intensive evaporation atomized fuel oil, steady ignition and burnout of a fuel oil torch, burnout of fuel oil coke in a furnace.

Признаки, указывающие, что кольцевой газовый коллектор мазутной горелки выполнен «разрезным в плоскости разреза котла, и сообщен с подводящими участками газоотборных труб в его зоне смешения мазута с первичным воздухом» и «при этом футерованный под котла выполнен с разъемом по стыку половин котла» обеспечивают возможность разъема котла на две половины.Signs indicating that the annular gas collector of the fuel oil burner is made "split in the plane of the boiler’s cut, and communicated with the inlet sections of the gas sampling pipes in its zone of mixing the fuel oil with the primary air" and "while lined under the boiler is made with a connector at the junction of the boiler halves" provide the possibility of a boiler connector in two halves.

Признаки «… в полости конвективной камеры размещены две разъемные цилиндрические обечайки, соосные друг другу и продольной оси котла, длиной, меньшей расстояния от задней поверхности рассекающего конуса до заднего фронта корпуса котла, при этом диаметр большей обечайки соответствует диаметру рассекающего конуса, с которым она скреплена, а диаметр меньшей обечайки соответствует диметру отводящего газового канала, выполненного на заднем фронте корпуса котла, с которым эта обечайка скреплена …» обеспечивают формирование трех соосных газоходов в объеме конвективной камеры.Signs "... in the cavity of the convection chamber there are two detachable cylindrical shells, coaxial to each other and the longitudinal axis of the boiler, shorter than the distance from the rear surface of the cutting cone to the rear front of the boiler body, while the diameter of the larger shell corresponds to the diameter of the cutting cone with which it is attached and the diameter of the smaller shell corresponds to the diameter of the exhaust gas channel, made at the trailing edge of the boiler body, with which this shell is bonded ... ”ensure the formation of three coaxial zohodov convection in the volume chamber.

Признаки «…на переднем и заднем фронте котла размещены перепускные каналы, выполненные разъемными и снабженные компенсирующими сильфонными вставками …» обеспечивают разъемность половин котла и компенсацию тепловых деформаций.The signs "... on the leading and trailing edges of the boiler there are bypass channels, made detachable and equipped with compensating bellows inserts ..." ensure the disconnection of the boiler halves and compensation of thermal deformations.

Заявленное устройство иллюстрируется чертежами, где на Фиг. 1 показан продольный вертикальный разрез котла; на Фиг. 2 показан узел А, на Фиг. 3-6 показаны, соответственно, разрезы I-I, II-II, III-III, IV-IV.The claimed device is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a longitudinal vertical section through a boiler; in FIG. 2 shows the assembly A, in FIG. 3-6 shows, respectively, sections I-I, II-II, III-III, IV-IV.

На чертежах показаны топка 1, горелка 2, конвективные соосные газоходы 3-5, передний фронт 6, верхние 7, 8 и нижние 9, 10 продольные коллекторы, рассекатель дымовых газов 11, дугообразные трубы 12, 13 и 14, выходной газовый патрубок 15, газовый короб 16 со взрывным клапаном 17, металлическая обшивка 18, тепловая изоляция 19, конвективная камера 20, коническая обечайка 21, разъемное основание котла 22, продольная ось 23 котла, экранная поверхность 24, нисходящие 25 и восходящие 26 соосные патрубки, фланцы 27, цилиндрические обечайки 28 и 29, обшивка заднего фронта 30, перепускные каналы 31, 32, футерованный под 33, газоотборные трубы 34, их подводящие участки 35, кольцевой газовый коллектор 36, его подводящие трубы 37, сильфонная компенсирующая вставка 38.The drawings show the furnace 1, burner 2, convective coaxial gas ducts 3-5, front edge 6, upper 7, 8 and lower 9, 10 longitudinal headers, flue gas cutter 11, arcuate pipes 12, 13 and 14, gas outlet pipe 15, gas box 16 with an explosive valve 17, metal sheathing 18, thermal insulation 19, convection chamber 20, conical shell 21, detachable base of the boiler 22, longitudinal axis 23 of the boiler, screen surface 24, descending 25 and ascending 26 coaxial pipes, flanges 27, cylindrical shells 28 and 29, sheathing of the trailing edge 30, rep sknye channels 31, 32, 33 under lined, gas sampling tubes 34, their lead-in portions 35, annular gas manifold 36 and its supply tubes 37, the bellows 38 compensates for insertion.

Горизонтальный цилиндрический водогрейный котел состоит из цилиндрической топки 1, горелки 2, цилиндрических конвективных соосных газоходов 3, 4, 5, расположенных соосно продольной оси 23 котла за топкой 1, для этого в полости конвективной камеры 20 размещены две разъемные цилиндрические обечайки 28 и 29, соосные друг другу и продольной оси 23 котла, длиной, меньшей расстояния от задней поверхности рассекающего конуса рассекателя 11 дымовых газов до заднего фронта корпуса котла, при этом диаметр большей обечайки 28 соответствует диаметру рассекающего конуса рассекателя 11 дымовых газов, с которым она скреплена, а диаметр меньшей обечайки 29 соответствует диметру выходного газового патрубка 15, выполненного на заднем фронте корпуса котла, к которому обечайка 29 примыкает. Котел выполнен симметричным относительно вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось котла 23 (диаметральная плоскость). Пары параллельных коллекторов 7, 8 и 9, 10, выполнены на всю длину котла и разделены внутри перегородками на подводящие и отводящие участки. Трубная часть котла состоит из переднего фронта 6 (конической формы), а также экранной поверхности 24 топки 1 и трех конвективных газоходов 3, 4, 5. От переднего до заднего фронта котла верхний 7 и нижний 9 коллекторы, размещенные с одной стороны от плоскости разъема, и верхний 8 и нижний 10 коллекторы, размещенные с другой стороны от плоскости разъема, сообщены дугообразными трубами 12, конгруэнтными очертаниям внутренней поверхности котла. Эти трубы образуют экранные поверхности 24 топки 1, а по глубине конвективной камеры 20 формируют цилиндрическую поверхность, подобную экранным поверхностям 24 топки 1. Конвективные поверхности нагрева конвективной камеры 20 содержат поперечно обтекаемые трубные пучки, выполненные из параллельных пакетов (Фиг. 5, Фиг. 6), каждый из которых содержит дугообразные трубы 12, концы которых сообщены с верхним 7 (8) и нижним 9 (10) коллекторами соответствующей половины котла, и дугообразные трубы 13, концы которых сообщены с нисходящими 25 и восходящими 26 соосными патрубками, сообщенными с коллекторами 7 (8) и 9 (10).A horizontal cylindrical hot water boiler consists of a cylindrical furnace 1, burner 2, cylindrical convective coaxial gas ducts 3, 4, 5 located coaxially with the longitudinal axis 23 of the boiler behind the furnace 1, for this, two detachable cylindrical shells 28 and 29 are coaxial in the cavity of the convection chamber 20 each other and the longitudinal axis 23 of the boiler, less than the distance from the rear surface of the cutting cone of the flue gas splitter 11 to the rear front of the boiler body, while the diameter of the larger shell 28 corresponds to the diameter of the dissecting its cone deflector 11, the flue gases with which it is fastened, and the diameter at the sleeve 29 corresponds to the diameter of the gas outlet nozzle 15 formed on the trailing edge of the boiler body to which the shroud 29 abuts. The boiler is made symmetrical with respect to the vertical plane passing through the longitudinal axis of the boiler 23 (diametrical plane). Pairs of parallel collectors 7, 8 and 9, 10, are made over the entire length of the boiler and are divided inside by partitions into inlet and outlet sections. The tube part of the boiler consists of a leading front 6 (conical shape), as well as a screen surface 24 of the furnace 1 and three convective flues 3, 4, 5. From the front to the rear front of the boiler, the upper 7 and lower 9 collectors are located on one side of the connector plane , and the upper 8 and lower 10 collectors, located on the other side of the plane of the connector, communicated arcuate pipes 12, congruent to the outlines of the inner surface of the boiler. These pipes form the screen surfaces 24 of the furnace 1, and along the depth of the convection chamber 20 form a cylindrical surface similar to the screen surfaces 24 of the furnace 1. Convective heating surfaces of the convection chamber 20 contain transversely streamlined tube bundles made of parallel packets (Fig. 5, Fig. 6 ), each of which contains arcuate pipes 12, the ends of which are connected with the upper 7 (8) and lower 9 (10) collectors of the corresponding half of the boiler, and arcuate pipes 13, the ends of which are connected with descending 25 and ascending 26 GOVERNMENTAL nozzles, communicating with the manifolds 7 (8), 9 (10).

Тепловая изоляция 19 котла выполнена с разъемом по стыку половин корпуса котла, имеет снаружи газоплотную металлическую обшивку 18, кромки которой снабжены фланцами 27 на переднем и заднем фронте котла, соединяющими металлическую обшивку 18 с конической обечайкой 21 и обшивкой 30 заднего фронта, а также по продольному разъему корпуса котла (в его диаметральной плоскости) с обеспечением возможности разъемного скрепления половин корпуса водогрейного котла.The thermal insulation 19 of the boiler is made with a connector at the junction of the halves of the boiler, has a gas-tight metal sheathing 18 on the outside, the edges of which are provided with flanges 27 on the front and rear edges of the boiler, connecting the metal sheathing 18 with the conical shell 21 and the sheathing 30 of the trailing edge, as well as along the longitudinal the boiler housing connector (in its diametrical plane) with the possibility of detachable fastening of the halves of the boiler.

Трубная часть переднего фронта 6 топки 1 снабжена трубными концентричными полукольцами дугообразных труб 13, вваренных в два нисходящих 25 и восходящих 26 патрубка, соединенных с дугообразными трубами 14, концы которых сообщены с верхним 7 (или 8) и нижним 9 (или 10) коллекторами.The pipe part of the front front 6 of the furnace 1 is equipped with concentric pipe half rings of arcuate pipes 13, welded into two descending 25 and ascending 26 pipes, connected to arcuate pipes 14, the ends of which are connected to the upper 7 (or 8) and lower 9 (or 10) collectors.

На заднем фронте топки 1 установлен рассекатель дымовых газов 11, выполненный футерованным, причем поверхность рассекающего конуса, обращенная к топке 1, выполнена, предпочтительно, в виде гиперболоида вращения.At the trailing edge of the furnace 1, a flue-gas splitter 11 is installed, which is lined, and the surface of the cutting cone facing the furnace 1 is preferably in the form of a hyperboloid of revolution.

От заднего фронта топки проходят газоотборные трубы 34, предпочтительно, две, проложенные с обеих сторон вертикальной диаметральной плоскости котла, в футерованном поде 33, при этом их подводящие участки 35 сообщены с кольцевым газовым коллектором 36, разрезным в вертикальной плоскости, в его зоне смешения с первичным воздухом, и подводящим трубам 37 мазутной горелки 2, при этом футерованный под 33 котла выполнен с разъемом по стыку половин котла.From the rear front of the furnace there are gas sampling pipes 34, preferably two laid on both sides of the vertical diametrical plane of the boiler, in a lined hearth 33, while their supply sections 35 are in communication with an annular gas manifold 36 cut in a vertical plane in its mixing zone with primary air, and the supply pipes 37 of the fuel oil burner 2, while lined under 33 of the boiler is made with a connector at the junction of the halves of the boiler.

Котел предназначен для работы на природном и сжиженном газе.The boiler is designed to operate on natural and liquefied gas.

Котел работает следующим образом.The boiler operates as follows.

В рабочем режиме котла дымовые газы поступают в топку 1 от горелки 2 в виде факела, заполняющего объем топки 1. На выходе из топки 1 через задний фронт котла (Фиг. 5, III-III) дымовые газы поступают в первый цилиндрический газоход 3 котла (Фиг. 6, IV-IV), откуда при возвратном движении переходят во второй газоход 4 благодаря цилиндрической металлической обечайке 28, откуда подаются в третий газоход 5, образованный цилиндрической металлической обечайкой 29 с выходом наружу через выходной газовый патрубок 15 на заднем фронте котла. При этом часть дымовых газов от заднего фронта котла по газоотборным трубам 34 и через их подводящие участки 35 подается в кольцевой газовый коллектор 36, а далее по подводящим трубам 37 поступает к мазутной горелке 2.In the operating mode of the boiler, flue gases enter the furnace 1 from burner 2 in the form of a torch filling the volume of furnace 1. At the outlet of the furnace 1, through the rear front of the boiler (Fig. 5, III-III), the flue gases enter the first cylindrical gas duct 3 of the boiler ( Fig. 6, IV-IV), whence they return to the second gas duct 4 due to the cylindrical metal shell 28, whence they are fed into the third gas duct 5, formed by the cylindrical metal shell 29 with an exit to the outside through the gas outlet pipe 15 at the trailing edge of the boiler. In this case, part of the flue gases from the rear front of the boiler through the gas sampling pipes 34 and through their supply sections 35 is fed into the annular gas manifold 36, and then through the supply pipes 37 it enters the fuel oil burner 2.

Рассекатель дымовых газов 11 предназначен для минимизации температур на выходе из конвективной части котла.The flue gas divider 11 is designed to minimize temperatures at the outlet of the convective part of the boiler.

Вода входит в верхний левый продольный коллектор 7, откуда по дугообразным трубам 12 совершает опускное движение в левый продольный коллектор 9, и далее, совершая подъемно-опускные движения, поступает в левую половину конического переднего фронта 6 топки 1, затем через перепускной канал 31 (Фиг. 3, I-I), снабженный компенсирующей сильфонной вставкой 38, вода подается в нижнюю зону правой половины конического переднего фронта 6. Далее при подъемно-опускном движении по правой половине экранной поверхности 24 вода поступает в правую половину конвективной камеры 20, в которой совершает подъемно-опускные движения, и выходит на заднем фронте котла через нижний правый коллектор 10, откуда через перепускной канал 32 (Фиг. 2, А-А), снабженный компенсирующей сильфонной вставкой 38, подается в левый нижний коллектор 9 и, совершая подъемно-опускные движения, выходит через левый продольный коллектор 7, при этом потоки воды, «работающие» по сторонам котла, не пересекаются.Water enters the upper left longitudinal collector 7, from where it makes a lowering movement through the arcuate pipes 12 to the left longitudinal collector 9, and then, making lifting and lowering movements, enters the left half of the conical front front 6 of the furnace 1, then through the bypass channel 31 (Fig. 3, II), equipped with a compensating bellows insert 38, water is supplied to the lower zone of the right half of the conical leading edge 6. Then, when lifting and lowering movement along the right half of the screen surface 24, water enters the right half of the convection the main chamber 20, in which it performs lifting and lowering movements, and exits at the trailing edge of the boiler through the lower right manifold 10, from where, through the bypass channel 32 (Fig. 2, A-A), equipped with a compensating bellows insert 38, it is supplied to the left lower collector 9 and, making lifting and lowering movements, exits through the left longitudinal collector 7, while the water flows "working" on the sides of the boiler do not intersect.

Данная схема движения обеспечивает противоточную схему движения нагреваемого теплоносителя в первой половине лучисто-конвективного блока (газоходы 3, 4, 5), что обусловливает высокую интенсивность теплообмена между дымовыми газами и нагреваемой водой.This motion scheme provides a counter-current motion scheme of the heated coolant in the first half of the radiant-convection unit (flues 3, 4, 5), which leads to a high intensity of heat exchange between flue gases and heated water.

Котел может работать с уравновешенной тягой либо под наддувом, последнее обеспечивается газоплотностью котла.The boiler can work with balanced draft or pressurized, the latter is ensured by the gas density of the boiler.

При ремонте котла, после его остановки, перекрывают подвод топлива, демонтируют горелку 2, обшивку 18 котла на фланцах 27, производится демонтаж перепускных каналов 31, 32. Далее разъединяют половины корпуса котла, например, с использованием лебедок и домкратов и оттаскивают их друг от друга для обеспечения достаточного расстояния для выполнения соответствующих работ. Например, если потекла одна из дугообразных труб 12 или 13, их известным образом вырезают и вваривают новую деталь. Особенно эффективно такие работы могут выполняться в конвективной камере 20, где, в противном случае, необходимо было бы попутно удалить часть исправных труб 12. Далее, по завершении ремонта работы повторяют в обратном порядке и после подключения котла к источнику топлива его запускают в работу.When the boiler is repaired, after stopping it, the fuel supply is shut off, the burner 2 is removed, the boiler lining 18 on the flanges 27, the bypass channels 31, 32 are dismantled. Next, the boiler body halves are disconnected, for example, using winches and jacks and they are pulled apart to ensure sufficient distance to carry out the corresponding work. For example, if one of the arcuate pipes 12 or 13 has flowed, a new part is cut out and welded in a known manner. Especially effective, such work can be performed in the convection chamber 20, where, otherwise, it would be necessary to remove part of the working pipes 12. Along the way, after the repair is completed, the work is repeated in the reverse order and after connecting the boiler to the fuel source it is put into operation.

Claims

1. A water boiler containing a housing with a furnace and a convection chamber coaxial with it, while a burner is installed on the front edge of the furnace on its longitudinal axis, and a flue gas cutter is installed at the rear front of the furnace, and a heating screen is placed parallel to the surface of the furnace, in addition , the heating surface of the furnace and the heating surface of the convection chamber are connected to the inlet and outlet collectors, characterized in that the longitudinal axis of the boiler is oriented horizontally, while the furnace and convection The live chamber is arranged in series, the boiler being made detachable in a vertical longitudinal plane, for which a pair of parallel collectors made over the entire length of the boiler, separated by internal partitions into supply and discharge sections, are located, respectively, in the upper and lower parts of the housing, on both sides from the diametrical vertical plane of the connector of the boiler body halves, while the upper and lower manifolds located on one side of the connector plane are arcuate in the furnace section pipes, congruent to the outline of the inner surface of the boiler, forming furnace screens, and the heating surfaces of the convection chamber contain transversely streamlined tube bundles made of parallel packets, each of which contains arched pipes whose ends are connected either with the upper and lower collectors of the corresponding half of the boiler, or with descending and ascending coaxial nozzles communicated with these collectors, in addition, the thermal insulation of the boiler is made with a connector at the junction of the halves of the boiler, the outside is gas-tight metal sheathing, the longitudinal edges of which and the ends are provided with flanges that can be detachably connected to the parts of the boiler body, while the flue gas cutter contains a cutting cone and a tubular element fastened with it, coaxial with the longitudinal axis of the boiler, and the surface of the cutting cone of the smoke cutter gas, facing the furnace, is preferably made in the form of a hyperboloid of rotation, and the surface of the flue gas divider is provided with a lining, in addition about, in the cavity of the convection chamber there are two detachable cylindrical shells, coaxial with each other and with the longitudinal axis of the boiler, shorter than the distance from the rear surface of the cutting cone to the rear front of the boiler body, while the diameter of the larger shell corresponds to the diameter of the cutting cone with which it is attached, and the diameter of the smaller shell corresponds to the diameter of the exhaust gas channel, made on the trailing edge of the boiler body, with which this shell is bonded, in addition, the trailing edge of the furnace is in communication with the annular gas the collector by means of gas sampling pipes placed on both sides of the vertical diametrical plane of the boiler in the lined hearth, while the annular gas collector is made split in the section plane of the boiler and communicated with the supply sections of the gas sampling pipes in its zone of mixing fuel oil with primary air, while lined under the boiler made with a connector at the junction of the halves of the boiler.

2. A hot water boiler according to claim 1, characterized in that on the front and rear front of the boiler there are bypass channels made detachable and equipped with compensating bellows inserts.