Котел

Котел содержит топочную камеру 1 цилиндрической или другой замкнутой по периметру формы, экранированную по периметру негазоплотным рядом гладких или ребристых радиационных труб 2, за которыми по ходу газов в шахматном порядке расположен один или несколько рядов конвективных труб 3, концы которых заведены соответственно в два противоположных коллектора 4 и 5 кольцевой или другой соответствующей топочной камере 1 формы. Часть радиационных труб снаружи накрыта газоплотной перегородкой 6, за которой конвективные трубы 3 не установлены, а на зазоры между конвективными трубами 3 снаружи установлены и прижаты к трубам газонаправляющие накладки 7, имеющие в сечении специальный профиль «чайки». Для гладких конвективных труб 3 накладки выполнены ребристыми или волнистыми по длине, а для ребристых труб 3, - гладкими по длине.

Дымовые газы из топочной камеры 1 проходят отдавая тепло последовательно через пять зазоров 8 между трубами 2 и 3, а накладки 7 обеспечивают высокие скорости газов и непосредственно воспринимают и передают тепло конвективным трубам.

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в водогрейных и паровых котлах.

Известны котлы, содержащие цилиндрические топочные камеры, экранированные расположенными по периметру трубами, соединенные своими концами с коллекторами (патент РФ 2265770, кл. F22B 21/04, 2003).

Наиболее близким по технической сущности является водотрубный котел, содержащий теплообменные трубы, подсоединенные концами к плоским кольцевым коллекторам. Трубы изогнуты по дугообразным линиям и равномерно распределены так, что образуемая ими теплообменная поверхность повторяет форму поверхности топочного факела, при этом коллекторы выполнены кольцевыми (патент РФ 2202065, кл. F22B 17/08, 2002).

Недостатком этого котла является невысокая экономичность из-за малой эффективности теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к поверхностям нагрева, поскольку теплообменная поверхность, повторяющая форму факела имеет значительную площадь живого сечения для прохода газов, невысокую их скорость и неэффективную теплоотдачу конвекцией. Для увеличения скоростей газов возможно уменьшение площади живого сечения за счет увеличения количества труб, однако при этом эффективная теплоотдача будет только у части поверхности в зазорах между трубами, а материалоемкость и трудоемкость возрастут значительно.

Технический результат полезной модели заключается в достижении высокой эффективности теплоотдачи конвекцией в котле за счет максимального использования поверхности теплообмена.

Задача решается за счет использования следующих приемов. Теплообменные трубы устанавливаются по периметру топочной камеры в два или более ряда по ходу газов в шахматном порядке, при этом количество зазоров между трубами, где наиболее высокие скорости и теплоотдача увеличивается в несколько раз. Часть радиационных труб закрывается прилегающей снаружи к ним газоплотной перегородкой, за которой отсутствуют конвективные трубы второго ряда, при этом уменьшается площадь живого сечения между трубами, возрастает скорость газов и теплоотдача. На зазоры между конвективными трубами последнего ряда снаружи устанавливаются газонаправляющие накладки, имеющие специальный профиль «чайки», наиболее эффективно направляющие потоки газов непосредственно к поверхности теплоотдачи, при этом накладки для ребристых труб могут быть гладкими по длине, а для гладких труб ребристыми, и прижатые к поверхности труб они участвуют в теплообмене, увеличивая общую поверхность теплоотдачи.

Отличительные признаки:

- трубы теплообмена устанавливаются по периметру топочной камеры в два или более ряда по ходу газов в шахматном порядке;

- часть радиационных труб закрывается прилегающей к ним снаружи газоплотной перегородкой, конвективные трубы за ней не устанавливаются;

- на зазоры между конвективными трубами снаружи устанавливаются газонаправляющие накладки, имеющие в сечении специальный профиль «чайка», гладкие или ребристые по длине и прижатые к конвективным трубам.

На Рис 1 и Рис 2 изображена конструкция предлагаемого котла.

Котел содержит топочную камеру 1 цилиндрической или другой замкнутой по периметру формы, экранированную по периметру негазоплотным рядом гладких или ребристых радиационных труб 2, за которыми по ходу газов в шахматном порядке расположены один или несколько рядов гладких или ребристых конвективных труб 3, концы труб 2 и 3 заведены соответственно в два противоположных коллектора 4 и 5 кольцевой, цилиндрической или другой формы, соответствующей форме топочной камеры 1. Часть радиационных труб 2 снаружи накрыта газоплотной перегородкой 6, за которой конвективные трубы 3 не устанавливаются. На зазоры между конвективными трубами 3 снаружи установлены газонаправляющие накладки 7, имеющие в сечении специальный профиль «чайки». Для гладких конвективных труб накладки выполняются ребристыми или волнистыми по длине, а для ребристых труб - гладкими по длине. Дымовые газы из топочной камеры 1 проходят отдавая тепло радиационным и конвективным трубам последовательно через пять зазоров 8 между трубами 2 и 3 и накладками 7, где высокие скорости и теплоотдача, при этом плотно прижатые к трубам 3 накладки 7 не только увеличивают скорости газов в зазорах 8, но и непосредственно воспринимают и передают тепло конвективным трубам 3.

В результате получена конструкция экономичного котла с высокой эффективностью теплоотдачи за счет максимального использования поверхностей теплообмена, а для изготовления котла могут быть использованы автоматы и роботы.

Котел, содержащий топочную камеру цилиндрической или другой замкнутой формы, экранированную неплотным слоем гладких или ребристых радиационных труб, за которым расположен один или несколько неплотных слоев гладких или ребристых конвективных труб, концы труб заведены соответственно в два противоположных коллектора, отличающийся тем, что теплообменные трубы установлены по ходу газов в два или более ряда в шахматном порядке, часть радиационных труб закрыта снаружи газоплотной перегородкой, за которой конвективные трубы не устанавливаются, а на зазоры между конвективными трубами снаружи установлены газонаправляющие накладки, имеющие в сечении специальный профиль «чайки», гладкие или ребристые по длине и прижатые к конвективным трубам.