контактно-поверхностный газовый водонагреватель

Формула изобретения

КОНТАКТНО-ПОВЕРХНОСТНЫЙ ГАЗОВЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода воды и отвода газов, причем в корпусе размещена топочная камера, сообщенная в верхней части с вертикальным пучком газоотводящих теплообменных труб, выше которого размещены водоотбойные козырьки и контактная камера, отличающийся тем, что он снабжен образованным верхней и боковыми стенками кожухом с газоперепускными патрубками в верхней стенке, причем кожух размещен в корпусе с охватом пучка, образованием полости между корпусом и упомянутыми боковыми стенками и зазора между нижними торцами последних и топочной камерой, при этом выходные торцы труб пучка размещены с зазором относительно верхней стенки кожуха, водоотбойные козырьки закреплены над газоперепускными патрубками, в одной из боковых стенок кожуха выполнено окно, патрубок отвода воды подключен к упомянутой полости со стороны стенки с окном, а последнее размещено выше патрубка отвода воды и ниже выходных торцов труб пучка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к конструкции газовых контактных водонагревателей, и может быть использовано для подогрева воды в системах теплоснабжения.

Известны конструкции контактно-поверхностных водонагревателей, содержащие последовательно расположенные в вертикальном корпусе водосборник с размещенным в нем пучком труб, верхние торцы которых расположены над уровнем воды, а нижние подключены к газоходу, установленную на опорной плите насадку с перепускной трубой, подключенной к газоходу и установленной по оси корпуса, причем перепускная труба в зоне насадки выполнена с перфорацией, а плита наклонена в сторону перепускной трубы и установлена по отношению к ней с зазором [1]

Недостатком конструкции водонагревателя является неполное использование тепла греющих газов, поскольку в водонагревателе предусмотрено разделение греющих газов на два потока, один из которых проходит через трубный пучок, а другой по перепускной трубе направляется в контактную насадку. Вследствие того, что полнота теплообмена в контактной насадке выше, чем в конвективном пучке, в последнем наблюдается относительная недовыработка тепла.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является контактно-поверхностный газовый водонагреватель, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода воды и отвода газов, причем в корпусе размещена топочная камера, сообщенная в верхней части с вертикальным пучком газоотводящих теплообменных труб, выше которого размещены водоотбойные козырьки и контактная камера [2]

В таком водонагревателе вода, предварительно нагретая в контактной камере, сливается на поверхность кипящей воды в объем, где расположена топочная камера с сообщаемым с ней пучком газоотводящих теплообменных труб, нагревается паром и сливается из водонагревателя. Таким образом, нагреваемая вода не соприкасается с поверхностью пучка газоотводящих теплообменных труб, а нагревается за счет тепла пара, выработанного этой поверхностью. При этом недостаточно развитая поверхность контактирования воды и пара является причиной недогрева воды до температуры кипения и неполной ее дегазации.

Цель изобретения обеспечение эффективной дегазации воды, способствующей снижению коррозии сетевого трубопровода.

Для этого контактно-поверхностный водонагреватель, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода воды и отвода газов, причем в корпусе размещена топочная камера, сообщенная в верхней части с вертикальным пучком газоотводящих теплообменных труб, выше которого размещены водоотбойные козырьки и контактная камера, согласно изобретению снабжен образованным верхней и боковой стенками кожухом с газоперепускными патрубками в верхней стенке, причем кожух размещен в корпусе с охватом пучка, образованием полости между корпусом и боковой стенкой кожуха и зазора между нижним торцом последней и топочной камерой, при этом выходные торцы труб пучка размещены с зазором относительно верхней стенки кожуха, водоотбойные козырьки закреплены над газоперепускными патрубками, в боковой стенке кожуха выполнено окно, патрубок отвода воды подключен к упомянутой полости со стороны окна, а последнее размещено выше патрубка отвода воды и ниже выходных торцов труб пучка.

Наличие образованного верхней и боковой стенками кожуха, размещенного в корпусе с охватом пучка, образованием полости между корпусом и боковой стенкой кожуха, позволяет организовать в водонагревателе циркуляцию воды с постепенным ее прогревом и дегазацией. Причем размещение выходных торцов труб пучка газоотводящих теплообменных труб с зазором относительно верхней стенки кожуха с газоперепускными патрубками, над которыми закреплены водоотбойные козырьки, способствует отводу газов из труб пучка в контактную камеру, одновременно препятствуя попаданию воды из контактной камеры в огражденную кожухом зону, где находится продукционная вода. Полость, образованная боковой стенкой кожуха и корпусом, служит для сбора нагретой воды и соединяет по воде пространство внутри кожуха с патрубком отвода воды на корпусе. Окно в боковой стенке кожуха, размещенное выше патрубка отвода воды и ниже выходных торцов труб пучка, обеспечивает постоянство уровня воды в пространстве, огражденном кожухом, где расположен пучок газоотводящих теплообменных труб, и беспрепятственный слив нагретой воды через патрубок отвода воды.

На фиг. 1 изображен предлагаемый водонагреватель, продольный разрез; на фиг.2 то же, поперечный разрез.

Водонагреватель содержит корпус 1, снабженный патрубками 2-4 подвода воды, отвода воды и отвода охлажденных газов соответственно, в котором последовательно расположены водоохлаждаемая топочная камера 5, сообщенная в верхней части с вертикальным пучком 6 газоотводящих теплообменных труб, водоотбойные козырьки 7, укрепленные над газоперепускными патрубками 8, вверенными в верхнюю стенку 9 кожуха 10, и контактная камера 11 с водораспределительным устройством 12.

Корпус 1 водонагревателя снабжен люками 13 и 14 для засыпки контактной насадки и ее выгрузки соответственно. На фронтовой стенке топочной камеры 5 установлена газовая горелка 15. Боковая стенка кожуха 10 своим нижним торцом образует зазор 16 с топочной камерой 5, а часть боковой стенки кожуха, расположенная напротив патрубка 3 отвода воды, образует с корпусом 1 полость 17, сообщающуюся с пространством внутри кожуха 10 посредством окна 18 в стенке, нижняя сторона которого расположена ниже верхних торцов газоотводящих теплообменных труб конвективного пучка 6 и выше нижней кромки патрубка 3 отвода нагретой воды.

Водонагреватель работает следующим образом.

Природный газ и воздух через горелку 15 поступают в объем топочной камеры 5, где природный газ сгорает в атмосфере воздуха. Продукты сгорания в топочной камере 5 охлаждаются за счет излучения и при 1000-1300^оС поступают в газоотводящие теплообменные трубы пучка 6. В трубах пучка 6 газы охлаждаются до 700-800^оС и через газоперепускные патрубки 8 в верхней стенке 9 кожуха 10 поступают в контактную камеру 11.

Расположенные над газоперепускными патрубками 8 водоотбойные козырьки 7 препятствуют попаданию воды из контактной камеры 11 в пространство, огражденное кожухом 10, где находится продукционная вода, нагретая до температуры кипения. В контактной камере 11 продукты сгорания контактируют с водой, которая поступает на нагрев через патрубок 2 подвода воды и водораспределительное устройство 12. Охлажденные газы покидают водонагреватель через патрубок 4 отвода газов, а вода, предварительно нагретая в контактной камере 11, сливается вниз, а затем через зазор 16 поступает в зону расположения пучка 6 газоотводящих теплообменных труб, огражденную кожухом 10. Здесь вода догревается до температуры кипения и кипит, что способствует ее эффективной дегазации.

Далее нагретая до температуры кипения вода через окно 18 в боковой стенке кожуха 10 переливается в полость 17 и затем через патрубок 3 отвода воды направляется потребителю.

Таким образом, описанная конструкция водонагревателя позволяет обеспечить на всех режимах работы нагрев воды до температуры кипения с одновременной ее глубокой дегазацией, что способствует снижению газовой коррозии сетевого трубопровода.