Вихревая топка

 

Использование: в топках тепловых электростанций . Существо изобретения: углы, образованные нижними участками стенок камеры охлаждения и вертикальной плоскостью , составляют 24-28°, а расстояние между верхними вертикальными участками фронтальной и задней стенок камеры охлаждения в 1,6-2,2 раза превышает расстояние по горизонтали между верхним участком фронтальной стенки этой камеры и серединой горловины. 4 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rs<)s F 23 С 5/24

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4820853/06 (22) 03.05.90 (46) 23.05.93. Бюл. N. 19 (71) Московский энергетический институт (72) В. И. Черняев и B. М, Супранов (56) Авторское свидетельство СССР

N 288218, кл. F 23 С 5/24, 1961.

Авторское свидетельство СССР

N 1222981, кл. F 23 С 5/24, 1984, (54) ВИХРЕВАЯ ТОПКА

Изобретение относится к области сжигания различных видов топлива (пылевидного, жидкого, газообразного) и может быть использовано на тепловых электростанциях.

Цель изобретения — повышение надежности путем снижения неравномерности скоростей газового потока в камере охлаждения.

На фиг. 1 изображена вихревая топка, продольный разрез (вариант 1); на фиг. 2— то же, что и на фиг. 1 (вариант 2); на фиг, 3— то же, что и на фиг. 1 (вариант 3); на фиг. 4— поля аксиальной скорости газового потока в продольном сечении топки, выполненной. по варианту 3.

Вихревая топка содержит горизонтальную многогранную камеру 1 сгорания с тангенциальными горелками 2, установленными на вертикальном верхнем участке

3 ее фронтальной стенки 4, и вертикальную камеру 5 охлаждения, расположенную над камерой 1 сгорания и сообщенную с ней через расширяющуюся вверх горловину 6, образованную нижними участками 7, 8 Ж „1816925 А1 (57) Использование: в топках тепловых электростанций, Существо изобретения: углы, образованные нижними участками стенок камеры охлаждения и вертикальной плоскостью, составляют 24 — 28О, а расстояние между верхними вертикальными участками фронтальйой и задней стенок камеры охлаждения в 1,6 — 2,2 раза превышает расстояние по горизонтали между верхним участком фронтальной стенки этой камеры и серединой горловины. 4 ил, фронтальной и задней стенок 9, 10 камеры

5. Углы а1 и az, образованные нижними участками 7. 8 стенок 9, 10 камеры 5 и вертикальной плоскостью составляют

a> = 24-28О, а2= 24 — 28 . Расстояние L между верхними вертикальными участками 11, 12 фронтальной и задней стенок 9, 10 камеры 5 в 1,6-2,2 раза больше расстояния! по горизонтали между верхним участком 11 фронтальной стенки 9 камеры 5 и серединой горловины 6. Наименьшая ширина горловины 6 в нижней части составляет (0,2 — 0;35) расстояния L, Внутренние поверхности камер 1 и 5 обрамлены газоплотными трубчатыми экранами (не показаны). В камере 1 поверх экранов нанесена также футерощ а (не показана).

Вихревая топка работает следующим образом, В камеру 1 через горелки 2 подают топливо и воздух. Топливо сгорает в объеме камеры 1 в высокофорсированном вихревом факеле, Образующиеся дымовые газы через горловину 6 попадают в камеру 5, в которой

1816925 охлаждаются до расчетных температур, отдавая тепло настенным экранам, Благодаря тому, что в настоящей топке углы й1 и а, образованные нижними участками 7, 8 стенок 9, 10 камеры 5 и вертикальной плоскостью, составляют а = 24 — 28О, а = 24-28, а расстояние L. между верхними участками 11, 12 стенок 9. 10 в 1,6 — 2,2 раза больше расстояния по горизонтали между верхним участком 11 стенки 9 и серединой горловины 6, течение в камере 5 ус: тойчиво и характеризуется наиболее равномерным распределением скоростей в восходящем газовом потоке, а также минимальными размерами зоны обратных токов, которая формируется только у задней стенки 10; омывание фронтальной стенки 9 происходит с "прилипанием" к ней газового потока и не сопровождается возникновением у ее поверхности эоны обратного течения (фиг. 4), При значениях углов е>< 24О, ар< 24 течение в камере 5 неустойчиво. Имеет место хаотичные и нерегулярные во времени перебросы восходящего потока от фронтальной стенки 9 к задней стенке 10, а также сваливания этого потока на одну из боковых стенок топки, При значениях углов а! > 28, а2= 24 — 28 относительный объем зоны обратных токов увеличивается за счет появления кроме задней также фронтальной циркуляционной зоны.

В системах с а1= 24 — 28 и а > 28 наблюдается сильное увеличение относительного объема зоны обратных токов за счет резкого роста размеров задней циркуляционной зоны, которая охватывает кроме камеры 5 охлаждения также верхний конвективный газоход, расположенный за топкой, и частично верхнюю часть камеры 1 сгорания,, B случае выполнения топки с параметрами а!= 24 — 28; а = 24-28; L/I> 2,2 имеет место сильное искривление траектории потока на входе в камеру 5 охлаждения, Поток при этом "прилипает" к фронтальной стенке

9 таким образом, что максимум его скорости располагается в непосредственной близости от стенки 9 (проявление эффекта Коанда). Центральная и периферийная области(у задней стенки 10) камеры 5 в этом случае заняты обширным циркуляционным вихрем. В результате неравномерность распределения скоростей газового потока в камере

5 сильно возрастает.

В случае выполнения топки с параметрами а1= 24-28 ; а = 24-28; L/l<1,6 неравномерность распределения скоростей газового потока в камере 5 охлаждения также увеличивается из-за появления наряду с задней и фронтальной циркуляционной зоны, Кроме того, в этом случае наблюдаются

15 проявления настойчивости течения: аэроструктура камеры 5 меняется в отдельные моменты времени под воздействием даже небольших внешних возмущений, По сравнению с вихревой топкой-прото20 типом предлагаемая вихревая топка обеспечивает повышение надежности работы за счет снижения неравномерности скоростей газового потока в камере охлаждения.

Формула изобретения

Вихревая топка, содержащая горизонтальную многогранную камеру сгорания с танген циальными горелками, установленными на вертикальном верхнем участке ее фронтальной стенки, и вертикальную камеру охлаждения, расположенную над камерой сгорания и сообщенную с ней через расширяющуюся вверх горловину, образованную нижними участками фронтальной и задней стенок камеры охлаждения, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности путем снижения неравномерности скоростей газового потока в камере охлаждения, углы, образованные нижними участками стенок камеры охлаждения и вертикальной плоскостью, составляют 24-28О, а расстояние между верхними вертикальными участками фронтальной и задней стенок камеры охлаждения в 1,6 — 2,2 раза больше расстояния по горизонтали между верхним участком фронтальной стенки этой камеры и серединой горловины.

1816925

Составитель В.Бородский

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Ìàêcèìèøèíeö

Редактор Т.Шагова

Произсодсгвенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 1715 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5