Пароперегреватель

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Применение перегретого пара в паровозной машине значительно повышает экономичность и мощность паровоза. Паровоз, оборудованный пароперегревателем, по сравнению с таким же бесперегрев-ным паровозом даёт экономию топлива от 10 до 15%. Это объясняется главным образом тем, что при перегреве значительно увеличивается удельный объём пара и соответственно уменьшается вес пара, впускаемого в цилиндры при данной отсечке. Кроме того, уменьшению расхода пара спссобствуют:

а) его плохая теплопроводность, вследствие которой пар при впуске, соприкасаясь со стенками цилиндра относительно низкой температуры, не конденсируется как насыщенный, а лишь немного понижает свою температуру, оставаясь вполне работоспособным;

б) текучесть перегретого пара, вследствие чего пар легко проходит через узкие щели окон, открываемых золотником, теряя лишь ничтожную часть своего первоначального давления.

Отсюда-возможность развивать данную работу при меньших отсечках и соответственная экономия в расходе тепла и топлива. Благодаря уменьшению весового количества пара, расходуемого машиной, облегчается работа котла и повышается его к. п. д. и к. п. д. паровоза в целом.

Паровозы типа 157 и 159 оборудованы жаротрубными пароперегревателями. Каждый элемент пароперегревателя расположен в двух соседних по вертикали жаровых трубах. У паровозов типа 157 первых выпусков жаровые трубы были диаметром 113/121 мм н трубки элементов 27/34 мм*; затем стали применять жаровые трубы диаметром 125/133 мм и трубки элементов-28/35 мм. У паровозов типа 159 жаровые трубы делают диаметром 82,5/89 мм н трубки элементов - 18/24 мм. Пар по трубкам элементов пароперегревателя совершает восемь ходов (четыре оборота).

На фиг. 55 представлен элемент пароперегревателя паровоза типа 157, состоящий из отдельных цельнотянутых трубок, соединённых между собой в задней части со стороны огневой коробки специальными колпачками. Верхний ряд трубок элемента также соединён при помощи колпачка. Две нижние трубки имеют загнутые вверх концы, которыми они присоединяются к коллектору. Колпачки изготовляются отдельно, причём их задние стенки для увеличения

* См. «Тяговый паспорт паровоза типа 157», Трансжелдориздзт, 1934.

сопротивляемости от механического износа делаются утолщенными (фиг. 56). При сборке колпачок надевается на концы трубок и обваривается.

На паровозе типа 159 трубки элемента не имеют колпачка в дымовой коробке (фиг. 57). 'Кроме того, соединительные трубки от коллектора подходят не к нижнему, а к верхнему ряду трубок элемента. У паровозов серии ПТ-4 и К4 -4 элементы пароперегревателя двухобо-ротные и располагаются каждый в отдельной жаровой трубе (фиг. 58 и 58 а). У паровозов серии ГР и ГР облегчённого элемент пароперегревателя трёхоборотный и располагается в трёх жаровых трубах. В каждой жаровой трубе располагается по две трубки элемента. Диаметр трубок элемента 15/20 мм. Концы элементов с целью предохранения их от обгорання не доходятдо огневой решётки у паровоза типа 157 на 350 мм, а у паровозов серии ПТ-4 и К4-4 на 275 мм.

Фиг. 56. Колпачок элемента пароперегревателя

Фйг. 57. Элемент пароперегревателя паровоза типа 159

Износ трубок элементов допускается до 20% веса по альбомным чертежам. Трубки элемента подвергают гидравлическому испытанию под давлением 30 апг.

Во избежание резкого уменьшения живого сечения жаровой трубы в местах расположения колпачков последние сдвигаются относительно друг друга на паровозе типа 157 на 150 мм, на па-

ровозе типа 159 - на 130 мм, а на паровозе серии ПТ-4 - на 125 мм. Удержание элементов в определённом положении в жаровых трубах у паровозов типа 157 и 159 производится двумя хомутиками (фиг. 59).

Трубки элементов пароперегревателя у паровозов серии ПТ-4 и К4-4 удерживаются при помощи трёх внутренних хомутиков (фиг. 60).

Скрепление хомутиков и ножек во многих местах с трубками при помощи электросварки может привести к прожиганию трубок, поэтому эта конструкция является неудовлетворительной.

Прикрепление элементов к коллектору на описываемых паровозах произведено различными способами.

На паровозе типа 157 концы элемента укреплены в соединительном фланце. Для достижения большей плотности между фланцем и коллектором ставят конусную втулку. Фланец имеет в середине отверстие, через которое проходит натяжной болт. Головка этого болта заводится в паз

Фиг. 59. Хомутики для [удержания трубок элемента пароперегревателя
Фиг. 60. Хомутики элемента пароперегревателя паровоза серии ПТ-4
Фиг. 61. Соединение элементов пароперегревателя с коллектором у паровозов серии ПТ-4 и К4 -4

нижней части коллектора. Прижатие фланца к коллектору производят гайкой нажимного болта. В целях предотвращения обгорання нарезки болт не должен выходить из гайки или вместо нормальной гайки должна быть поставлена глухая.

Присоединение элементов к коллектору на паровозе типа 159 осуществлено следующим образом. Соединительные фланцы надевают на трубки до постановки головок. Головка верхним концом заходит в гнездо коллектора, а нижним опирается на прокладное кольцо, имеющее в верхней части сферическую, а в нижней плоскую поверхность. Фланец прижимают к коллектору нажимным болтом.

Для допущения относительного перемещения трубок отверстия в соединительном фланце имеют больший диаметр с расширением книзу.

Соединение трубок элемента с фланцем и с коллектором у паровозов серии ПТ-4 и К4-4 представлено на фиг. 61.

Фиг. 63. Коллектор пароперегревателя паровоза типа 157

Коллектор имеет три больших отверстия: одно- для впуска пара из котла в камеру насыщенного пара и два - для выпуска" пара из камеры перегретого пара по парорабочим трубам в паровые цилиндры; кроме этого, он имеет отверстия для присоединения паро-воздушного клапана и пирометра.

На паровозе типа 159 коллектор изготовлен из стального литья (фиг. 62); на паровозе типа 157 по чертежам 1935 г. коллектор ставят сварной (фиг, 63). Сварной коллектор легче и проще в изготовлении.

На,фиг. 64 представлен коллектор пароперегревателя паровоза серии К4 -4. Коллектор состоит из камеры насыщенного пара 7, камеры перегретого пара 2, отлитых за одно целое, и плиты 3, приваренной к камерам. В плите имеются отверстия для соединения с элементами пароперегревателя и для натяжных болтов. К плите с обоих концов привариваются опорные скобы 4. Коллектор устанавливается опорными скобами на угольники 5, приваренные к барабану дымовой коробки, и укрепляется с помощью четырёх болтов.

Коллектор паровоза серии ПТ-4 - сварной конструкции. Камеры насыщенного и перегретого пара сварены из швеллеров № 10.

Коллекторы подвергают гидравлическому испытанию под давлением 30 am.

Трубки элементов пароперегревателя изготовляют из стали марки 10 (ГОСТ 301-44), колпачки - из стали марки Ст. 2. Соединительные фланцы пароперегревательных элементов изготовляют из стали марки Ст. 2, а натяжные болты и конусные втулки - из стали марки Ст. 5.

Литой коллектор пароперегревателя изготовляют из стали марки 25-4522 (ГОСТ 977-41). В сварном коллекторе стенки, перегородки, плита и фланцы изготовляют из стали марки Ст. 3.

На основании опытных данных перегретый пар в золотниковой крробке паровоза типа 157 при форсировке котла 50 кг/м2 час имеет температуру примерно 330°.

На паровозе типа 159 во время испытания в 1931 г. температура перегретого пара достигала только 225°, что объясняется малым паровым пространством котла (это даёт увеличение влажности пара) и неудачными размерами жаровых и перегревательных трубок. Кроме того, малый, диаметр трубок элементов пароперегревателя и длинный путь прохождения пара от регуляторного клапана до золотниковой коробки дают большое мятие пара.

Вследствие малого живого сечения жаровых труб доля попадающих в них газов мала (0,351), поэтому и температура перегрева незначительная. Кроме того, жаровые трубы обычно засоряются изгарью после пробега паровозом пути 20-г-ЗО км. По этим причинам потребовалось перепроектировать паровоз типа 159.

При испытании паровоза серии ПТ-4 температура перегретого пара в золотниковой коробке при форсировке котла 50 кг/ж2 час достигала 350°.

⇐ | Общее устройство и назначение | | Паровозы узкой колеи (750мм) | | Регуляторы и паросушители | ⇒