Вихревая топка

СОК)3 СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСКИХСПУБЛИК А 16 9)3 С 524 о 0:ВЯВ(Е 7 Ю"И";ьЛИ ИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКО ях. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(71) Московский энергетический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 288218, кл, Е 23 С 5/24, 1961.Авторское свидетельство СССРМ 1222981, кл. Р 23 С 5/24, 1984,(54) ВИХРЕВАЯ ТОПКА Изобретение относится к области сжи ния различных видов топлива (пылевидно , жидкого, газообразного) и может быт пользовано на тепловых электростанци 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 - тоже, что и на фиг. 1(вариант 2); на фиг, 3 - тоже, 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(57) Использование: в топках тепловых электростанций, Существо изобретения: углы, образованные нижними участками стенок камеры охлаждения и вертикальной плоскостью, составляют 24 - 280, 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 а 1 и а 2, образованные нижними участками 7, 8 стенок 9, 10 камеры 5 и вертикальной плоскостью составляют а 1 = 24-280, а 2= 24 - 28. Расстояние ) 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 ), Внутренние поверхности камер 1 и 5 обрамлены газоплотными трубчатыми экранами (не показаны). В камере 1 поверх экранов нанесена также футеровка (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 которойохлаждаются до расчетных температур, отдавая тепло настенным экранам,Благодаря тому, что в настоящей топкеуглы а 1 и а 2, образованные нижними участками 7, 8 стенок 9, 10 камеры 5 и вертикальной плоскостью, составляют а 1= 24 - 28 О,а 2 = 24-28 О, а расстояниемежду верхними участками 11, 12 стенок 9, 10 в 1,6 - 2,2раза больше. расстоянияпо горизонталимежду верхним участком 11 стенки 9 и серединой горловины 6, течение в камере 5 ус: тойчиво и характеризуется наиболееравномерным распределением скоростей ввосходящем 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 газовогопотока и не сопровождается возникновением у ее поверхности эоны обратного течения(фиг, 4),При значениях углов а 1 24 О, а 2 24течение в камере 5 неустойчиво. Имеет место хаотичные и нерегулярные во времениперебросы восходящего потока от фронтальной стенки 9 к задней стенке 10, а такжесваливания этого потока на одну из боковыхстенок топки,При значениях углов а 128 О, а 2= 24 - 28относительный объем зоны обратных токовувеличивается за счет появления кроме задней также фронтальной циркуляционнойзоны,В системахса 1=24-28 иа 228 наблюдается сильное увеличение относительногообъема зоны обратных токов за счет резкогороста размеров задней циркуляционной зоны, которая охватывает кроме камеры 5 охлаждения также верхний конвективныйгазоход, расположенный за топкой, и частично верхнюю часть камеры 1 сгорания,, В случае выполнения топки с параметрами а= 24 - 28 О; а= 24-28 О; И 2,2 имеетместо сильное искривление траектории потока на входе в камеру 5 охлаждения, Потокпри этом "прилипает" к фронтальной стенке9 таким образом, что максимум его скоростирасполагается в непосредственной близо сти от стенки 9 (проявление эффекта Коанда). Центральная и периферийная области(узадней стенки 10) камеры 5 в этом случаезаняты обширным циркуляционным вих 5 рем. В результате неравномерность распределения скоростей газового потока в камере5 сильно возрастает,В случае выполнения топки с параметрами а 1= 24-28;а= 24-28: И 1,6 неравномерность распределения скоростейгазового потока в камере 5 охлаждения также увеличивается из-за появления наряду сзадней и фронтальной циркуляционной зоны, Кроме того, в этом случае наблюдаются15 проявления настойчивости течения: аэроструктура камеры 5 меняется в отдельные моменты времени под воздействием даженебольших внешних возмущений,По сравнению с вихревой топкой-прото 20 типом предлагаемая вихревая топка обеспечивает повышение надежности работы засчет снижения неравномерности скоростейгазового потока в камере охлаждения. 25 30 35 40 45 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 24-28 О, 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., ул.Гагарина, 10 ж аказ 1715 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по иэо 113035, Москва, Ж, РаПодписноетениям и открытиям при ГКНТ СССская наб., 4/5