Топочные экраны прямоточных котлов

В прямоточных котлах кратность циркуляции рабочей среды в экранах равна 1, при этом скорость рабочей среды примерно в 2 раза выше, чем при естественной циркуляции. В связи с чем, необходимое сечение для пропуска рабочей среды прямоточного котла в 20¸40 раз меньше, чем при естественной циркуляции и той же паропроизводительности. Здесь весь поток рабочей среды проходит только через 24 параллельных секции шириной 2¸3 м (называемые лентами или панелями), состоящими из 40-60 труб. Поскольку движение рабочей среды в этих экранах принудительное, то уменьшение диаметра труб за счет роста сопротивления не скажется на снижении скорости движения, как это имеет место при естественной циркуляции, где дальнейшее уменьшение диаметра труб менее 60 мм нежелательно. Топочные экраны прямоточных котлов выполняются из труб d_н=32¸42 мм с d_ст=4¸ 6 мм. Увеличение тепловой мощности котла и уменьшение диаметра труб приводят к заметному увеличению ширины ленты, а чем шире лента, тем больше влияние неравномерности обогрева параллельных труб, образующих ленту. Поэтому при малом диаметре труб в мощных паровых котлах выполняется параллельно несколько лент (заходов), при этом ширина каждой ленты остается небольшой. Получается два - четыре параллельных потока рабочей среды с независимым регулированием расхода и температуры по каждому потоку. При экранировании стен топки применяются различные схемы панелей и их расположение.

В нижней радиационной части топки (НРЧ), где характерны высокие тепловые потоки, падающие на экраны, применяют вертикальные экранные панели с подъемным движением рабочей среды (см. рисунок 8.3). Полная экранизация стен НРЧ достигается при большом числе параллельных панелей, включенных по рабочей среде последовательно, но тогда конструкция экрана усложняется.

1 – подвод воды;

2 – раздающий коллектор;

3, 4, 5 – фронтовые, боковые и задние настенные панели;

6 – опускной смесительный коллектор;
7 – перепускные трубы.

Рисунок 8.3 - Вертикальные панели экранирования НРЧ

в прямоточных котлах.

Средняя и верхняя радиационная части топки (СРЧ и ВРЧ) экранированы плоскими горизонтально - подъемными панелями, закрывающими по высоте часть стены топки или ее половину
(см. рисунок 8.4).

1 – коллектор; 2, 3 – нижняя и верхняя секции панели.

Рисунок 8.4 - Панели с горизонтально-подъемным движением в СРЧ прямоточного котла

Горизонтально - наклонная навивка трубных лент по стенам топки, предложенная проф. Л.К. Рамзиным (см. рисунок 8.5), отличается наименьшей тепловой разверткой между трубами в секции. Рабочая среда движется от нижнего коллектора ленты до верхнего, многократно опоясывая топочную камеру. Такая навивка имеет минимальное количество коллекторов и гидравлически устойчивые характеристики движения при любом рабочем давлении. Недостаток навивки - невозможность конструктивного выполнения в виде готовых плоских настенных панелей, необходимость выполнения большого числа сварных стыков труб при монтаже, что ограничивает их применение на мощных паровых котлах.

1 - входной коллектор; 2 - выходной коллектор.

Рисунок 8.5 - Развертка топочного экрана котла с навивкой Рамзина