一種動(dòng)力型熱管式余熱鍋爐裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于能源高效利用與節(jié)能環(huán)保工程【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種動(dòng)力型熱管式余熱鍋爐裝置，每個(gè)熱管循環(huán)的上端均設(shè)有熱管蒸發(fā)器，熱管蒸發(fā)器的兩側(cè)分別設(shè)有氣液收集管和均液管；熱管循環(huán)冷凝器上設(shè)有氣液分流管；氣液收集管與氣液分流管連通，熱管循環(huán)冷凝器的下端均連接制有多功能儲(chǔ)液罐，分液器和多功能儲(chǔ)液罐均與溶液泵連通；省煤器用熱管循環(huán)冷凝器的上端設(shè)有冷凝器高點(diǎn)排氣閥，汽包的一端與出水管連通，另一端連接有汽包水位指示傳感器；汽包內(nèi)設(shè)有汽包水位線，汽包的上端設(shè)有汽包壓力指示傳感器與飽和蒸汽管，中央控制器與溫度傳感器連接；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理可靠，操作方便，使用安全，使用壽命長(zhǎng)，回收效率高，維護(hù)成本低，環(huán)境友好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種動(dòng)力型熱管式余熱鍋爐裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于能源高效利用與節(jié)能環(huán)保工程【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種動(dòng)力型熱管式余熱 鍋爐裝置，將動(dòng)力型熱管應(yīng)用于工業(yè)余熱的高效回收利用。

【背景技術(shù)】：
[0002] 能源的高效利用與節(jié)能環(huán)保已成為決定人類(lèi)社會(huì)能否長(zhǎng)期可持續(xù)快速發(fā)展的關(guān) 鍵問(wèn)題，正日益受到人們的重視，而如何利用好各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的余熱，對(duì)解決能源的 高效利用與節(jié)能環(huán)保問(wèn)題具有十分重要的意義。從總體上看，我國(guó)很多產(chǎn)品的單位能耗 與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距很大，如鋼鐵、發(fā)電、建材、化工等行業(yè)的主要工業(yè)產(chǎn)品單位能耗高出 20%?80%，有很大的節(jié)能潛力。我國(guó)鋼鐵、發(fā)電、建材、化工、輕紡、機(jī)械等主要耗能工業(yè)的 余熱利用率僅為4%?5%，工業(yè)鍋爐和窯爐的熱效率在70%左右，鋼鐵工業(yè)是高污染和高 耗能行業(yè)，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，鋼鐵行業(yè)總能耗約占全國(guó)總能耗的六分之一，而其中很大一部 分熱量沒(méi)有得到充分利用，以燒結(jié)過(guò)程可回收的熱量為例：燒結(jié)過(guò)程后的煙氣余熱，溫度達(dá) 350°C，含有氧氣較多；燒結(jié)成品礦的溫度800°C，具有較多的顯熱，在燒結(jié)能耗中占據(jù)45% 左右。在化工行業(yè)，硫酸是重要的化工原料。無(wú)論是硫鐵礦制酸，還是用硫磺或者冶煉氣制 酸，在生產(chǎn)過(guò)程中均會(huì)產(chǎn)生大量的余熱，而且在所產(chǎn)生的余熱中，品位較高的高溫余熱占大 部分（超過(guò)60% )。
[0003] 目前，應(yīng)用于余熱回收的鍋爐主要有火管余熱鍋爐、水管余熱鍋爐和熱管余熱鍋 爐三大類(lèi)，其中火管余熱鍋爐就是煙氣在火筒或煙管中流過(guò)，對(duì)火筒或煙管外水、汽或汽水 混合物加熱；水管余熱鍋爐就是管子里面走水，通過(guò)外部煙氣對(duì)流/輻射換熱加熱管子中 的水；熱管余熱鍋爐，就是利用熱管的蒸發(fā)段吸收煙氣或廢氣的余熱，而通過(guò)冷凝段將熱量 傳遞給熱管外的水、汽或汽水混合物，火管余熱鍋爐具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)水質(zhì)要求低、操作容 易等優(yōu)點(diǎn)，但存在金屬耗量大、煙氣縱向沖刷而傳熱效果差、排煙溫度較高的缺點(diǎn)；存在水 容量大、啟動(dòng)較慢的缺點(diǎn)；還存在煙管內(nèi)易積灰、煙管外難清垢的問(wèn)題；另外還存在無(wú)法適 應(yīng)于大容量和高參數(shù)工況的余熱回收工程的問(wèn)題；水管余熱鍋爐的受熱面布置方便，傳熱 性能好，在結(jié)構(gòu)上可用于大容量和高參數(shù)的工況；但是水系統(tǒng)與主鍋爐（或生產(chǎn)過(guò)程）的高 溫?zé)煔庵苯咏佑|，一旦發(fā)生泄露現(xiàn)象，不僅水管余熱鍋爐需立刻停爐檢修，提供余熱的主鍋 爐（或生產(chǎn)過(guò)程）也可能需要緊急處理，甚至停產(chǎn)；另外，水管余熱鍋爐各不同位置的管道 溫度差異很大，也無(wú)法準(zhǔn)確控制煙氣出口溫度，故難以避免低溫酸腐蝕破壞現(xiàn)象；而且鍋爐 初期運(yùn)行時(shí)，鍋爐進(jìn)的是冷水，預(yù)熱需要一段時(shí)間，水管余熱鍋爐因采用直接換熱，管壁溫 度接近常溫水，這樣設(shè)備表面極易出現(xiàn)結(jié)露，粘灰等不良現(xiàn)象；熱管余熱鍋爐徹底隔離了熱 源和冷源，不會(huì)產(chǎn)生冷熱流體的摻混，但現(xiàn)有的熱管大部分都是利用許多根重力型熱管組 合而成，水路與煙道還是必須緊連在一起，工程布置難度大；幾十、幾百乃至幾千根熱管緊 密布置，不易于檢修，也難以發(fā)現(xiàn)哪根熱管已失效；幾十、幾百乃至幾千根熱管的工作工況 各不相同，整體換熱量無(wú)法控制，排煙溫度也無(wú)法有效控制，同樣難以避免出現(xiàn)酸露點(diǎn)而造 成管道或換熱器的腐蝕現(xiàn)象；另外，實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在：熱管長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，會(huì)有不凝結(jié)氣體 產(chǎn)生，造成氣塞，使得熱管內(nèi)的工質(zhì)無(wú)法自然循環(huán)而失效，有時(shí)甚至出現(xiàn)外壁干燒，爆管等 現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，解決煙氣余熱鍋爐中存在的問(wèn)題， 尋求設(shè)計(jì)提供一種動(dòng)力型熱管式余熱鍋爐裝置，將動(dòng)力型熱管應(yīng)用于煙氣的余熱回收利 用。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述動(dòng)力型熱管式余熱鍋爐裝置的主體結(jié)構(gòu)包括煙氣 出口、煙道、氣液收集管、熱管蒸發(fā)器、均液管、分液器、省煤器用熱管循環(huán)、沸騰段用熱管循 環(huán)、過(guò)熱器用熱管循環(huán)、煙氣入口、省煤器后溫度傳感器、沸騰段后溫度傳感器、過(guò)熱器后溫 度傳感器、氣液兩相流母管、熱管循環(huán)冷凝器、供液母管、汽包水位線、汽包、汽包壓力指示 傳感器、飽和蒸汽管、飽和蒸汽溫度傳感器、過(guò)熱器熱管循環(huán)冷凝器出汽管、過(guò)熱器用熱管 循環(huán)冷凝器進(jìn)汽管、過(guò)熱蒸汽溫度傳感器、軟化水管、給水泵、氣液分配管、省煤器用熱管循 環(huán)冷凝器出水管、省煤器用熱管循環(huán)冷凝器進(jìn)水管、冷凝器高點(diǎn)排氣閥、汽包水位指示傳感 器、多功能罐排氣閥、多功能儲(chǔ)液罐、排污閥、連接管、溶液泵、輸液管和中央控制器，按功 能分為逆流氣液兩相流熱管余熱回收省煤器子系統(tǒng)、氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子 系統(tǒng)、逆流氣液兩相流熱管余熱回收過(guò)熱段子系統(tǒng)、水汽流動(dòng)子系統(tǒng)和中央控制子系統(tǒng)； η(1 < η < 10)個(gè)省煤器用熱管循環(huán)按照逆流結(jié)構(gòu)形式布置構(gòu)成逆流氣液兩相流熱管余熱 回收省煤器子系統(tǒng)，m(l 10)個(gè)沸騰段用熱管循環(huán)構(gòu)成氣液兩相流熱管余熱回收沸騰 段子系統(tǒng)，k (1 < k < 10)個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)按照逆流結(jié)構(gòu)形式布置構(gòu)成逆流氣液兩相流 熱管余熱回收過(guò)熱器子系統(tǒng)；煙道的兩端分別為煙氣入口和煙氣出口；每個(gè)熱管循環(huán)的上 端均設(shè)有安裝在煙道內(nèi)的熱管蒸發(fā)器，每個(gè)熱管蒸發(fā)器的兩側(cè)均分別設(shè)有氣液收集管和均 液管；每個(gè)熱管循環(huán)的熱管蒸發(fā)器均對(duì)應(yīng)一個(gè)熱管循環(huán)冷凝器，每個(gè)熱管循環(huán)冷凝器的一 側(cè)均設(shè)有氣液分流管；氣液收集管通過(guò)氣液兩相流母管與氣液分流管連通，每個(gè)熱管循環(huán) 冷凝器的下端均連接制有多功能儲(chǔ)液罐，多功能儲(chǔ)液罐的上下兩端分別設(shè)有多功能罐排氣 閥和排污閥，多功能儲(chǔ)液罐和溶液泵之間通過(guò)連接管連通；均液管的下端設(shè)有分液器，分液 器通過(guò)供液母管與溶液泵連通；每個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器的上端均設(shè)有冷凝器高點(diǎn)排 氣閥，下端分別設(shè)有省煤器用熱管循環(huán)冷凝器出水管和省煤器用熱管循環(huán)冷凝器進(jìn)水管， 用于連通相鄰兩個(gè)省煤器用熱管循環(huán)；第1個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器進(jìn)水管與給水泵的 一端連通，給水泵的另一端與軟化水管連通；沸騰段用熱管循環(huán)冷凝器之間通過(guò)汽包連通； 汽包的一端與第η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器出水管連通，另一端連接制有汽包水位指示 傳感器；汽包內(nèi)設(shè)有汽包水位線，汽包水位線指示汽包內(nèi)水的允許范圍；汽包的上端設(shè)有 汽包壓力指示傳感器；第m個(gè)沸騰段用熱管循環(huán)冷凝器處的汽包上端制有飽和蒸汽管，汽 包通過(guò)飽和蒸汽管與第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器連通，飽和蒸汽管上設(shè)有飽和蒸汽溫 度傳感器；第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器上端設(shè)有第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器出汽 管，其它過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器的上端分別設(shè)有過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器進(jìn)汽管和過(guò)熱 器用熱管循環(huán)冷凝器出汽管，第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器出汽管上連接制有過(guò)熱蒸汽 溫度傳感器；逆流氣液兩相流熱管余熱回收省煤器子系統(tǒng)后設(shè)有省煤器后溫度傳感器，氣 液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)后設(shè)有沸騰段后溫度傳感器，逆流氣液兩相流熱管余 熱回收過(guò)熱段子系統(tǒng)后設(shè)有過(guò)熱器后溫度傳感器，中央控制子系統(tǒng)的中央控制器分別通過(guò) 省煤器后溫度傳感器、沸騰段后溫度傳感器和過(guò)熱器后溫度傳感器獲得和控制煙氣溫度， 并對(duì)溶液泵進(jìn)行雙位控制或變頻連續(xù)控制。
[0006] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)余熱回收的過(guò)程是：煙氣依次通過(guò)第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)的熱管蒸 發(fā)器.....第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)的熱管蒸發(fā)器，然后再通過(guò)第m個(gè)沸騰段用熱管循環(huán) 的熱管蒸發(fā)器.....第1個(gè)沸騰段用熱管循環(huán)的熱管蒸發(fā)器，最后再通過(guò)第η個(gè)省煤器用 熱管循環(huán)的熱管蒸發(fā)器.....第1個(gè)省煤器用熱管循環(huán)的熱管蒸發(fā)器，這k+m+n個(gè)熱管蒸 發(fā)器內(nèi)液態(tài)熱管工質(zhì)吸收煙氣余熱后發(fā)生液氣相變過(guò)程，降低煙氣溫度，實(shí)現(xiàn)煙氣余熱的 高效回收利用；η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)、m個(gè)沸騰段用熱管循環(huán)和k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)的 工作原理完全相同，熱管循環(huán)的構(gòu)成也一致，省煤器用熱管循環(huán)冷凝器為水冷式，沸騰段用 熱管循環(huán)冷凝器為池沸騰式，過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器汽冷式，每個(gè)熱管循環(huán)的具體工作 過(guò)程是：溶液泵通過(guò)輸液管從多功能儲(chǔ)液罐中抽取液體工質(zhì)，提升壓力后的液體工質(zhì)由供 液母管、分液器和均液管，被均勻地分配到熱管蒸發(fā)器中，在熱管蒸發(fā)器中的液體工質(zhì)吸收 煙氣余熱，發(fā)生液-氣相變過(guò)程，轉(zhuǎn)化為氣液兩相流后經(jīng)氣液收集管流入氣液兩相流母管， 該氣液兩相流經(jīng)氣液分配管均勻分配到熱管循環(huán)冷凝器中，該氣液兩相流工質(zhì)在熱管循環(huán) 冷凝器中將熱量傳遞給被加熱的水或水蒸汽后，完全冷凝為液體工質(zhì)，該液體工質(zhì)由連接 管輸送到多功能儲(chǔ)液罐，多功能儲(chǔ)液罐中的液體工質(zhì)再次經(jīng)輸液管進(jìn)入溶液泵，如此循環(huán) 往復(fù)，連續(xù)不斷地將煙氣余熱傳遞給被加熱的水和水蒸汽，生產(chǎn)出用戶(hù)需求的過(guò)熱蒸汽，實(shí) 現(xiàn)余熱的回收利用。
[0007] 本發(fā)明所述逆流氣液兩相流熱管余熱回收省煤器子系統(tǒng)的逆流是指煙氣是從第η 個(gè)省煤器用熱管蒸發(fā)器流入，依次流過(guò)第η-1個(gè)、第η-2個(gè)，直到最后從第1個(gè)省煤器用熱 管蒸發(fā)器流出，而被加熱的水從第1個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器流入，依次流過(guò)第2個(gè)、第3 個(gè)，最后從第η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器流出，這種逆向流動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)能量的梯級(jí)利用， 使煙氣與水之間形成最大換熱溫差，減小換熱面積，提高換熱效率，使熱力學(xué)不可逆損失達(dá) 到最小。
[0008] 本發(fā)明所述氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)使水發(fā)生相變，產(chǎn)生飽和水蒸 汽，m(l < m < 10)個(gè)熱管循環(huán)既便于調(diào)節(jié)控制產(chǎn)汽量大小，也能在某個(gè)熱管循環(huán)出現(xiàn)故 障時(shí)，不影響整體余熱鍋爐的運(yùn)行，同時(shí)，每個(gè)熱管循環(huán)內(nèi)工質(zhì)較少，即使管道破裂、工質(zhì)泄 露，也不會(huì)對(duì)煙道和大系統(tǒng)鍋爐（或工業(yè)過(guò)程）形成影響。
[0009] 本發(fā)明所述逆流氣液兩相流熱管余熱回收過(guò)熱器子系統(tǒng)的逆流是指煙氣是從第k 個(gè)過(guò)熱器用熱管蒸發(fā)器流入，依次流過(guò)第k-1個(gè)、第k-2個(gè)，直到最后從第1個(gè)過(guò)熱器用熱 管循環(huán)的蒸發(fā)器流出，而被加熱的水蒸汽從第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器流入，依次流 過(guò)第2個(gè)、第3個(gè)，最后從第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器流出，這種逆向流動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)能 量的梯級(jí)利用，使煙氣與水蒸汽之間形成最大換熱溫差，減小換熱面積，提高換熱效率，使 熱力學(xué)不可逆損失達(dá)到最小。
[0010] 本發(fā)明所述水汽流動(dòng)子系統(tǒng)的工作過(guò)程是：被處理好的軟化水經(jīng)軟化水管進(jìn)入給 水泵，軟化水升壓后流入第1個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器，初步加熱后被送入第2個(gè)省煤器 用熱管循環(huán)冷凝器，…，直到送入第η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器，完成全部加熱過(guò)程，此 后，被加熱好的水由第η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器出水管送入汽包，在汽包內(nèi)吸收汽化 潛熱后轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽，再由飽和蒸汽管送到第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器，…，直到 送入第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器，完成過(guò)熱器的全部過(guò)熱過(guò)程后，由第k個(gè)過(guò)熱器用 熱管循環(huán)的冷凝器出汽管將過(guò)熱蒸汽送給用戶(hù)。
[0011] 本發(fā)明所述中央控制子系統(tǒng)的中央控制器通過(guò)對(duì)逆流氣液兩相流熱管余熱回收 省煤器子系統(tǒng)中的溶液泵進(jìn)行雙位控制或變頻連續(xù)控制，有效控制η個(gè)氣液兩相流熱管余 熱回收省煤器子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)省煤器后煙氣溫度的控制，保證高效的能量回收， 并有效避免出現(xiàn)低溫酸腐蝕現(xiàn)象；中央控制器通過(guò)對(duì)氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系 統(tǒng)中的溶液泵進(jìn)行雙位控制或變頻連續(xù)控制，有效控制m個(gè)氣液兩相流熱管余熱回收沸騰 段子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)沸騰段后煙氣溫度的合理控制，保證相變過(guò)程處于高效的能量 回收狀態(tài)；中央控制器通過(guò)對(duì)逆流氣液兩相流熱管余熱回收過(guò)熱器子系統(tǒng)中的溶液泵進(jìn)行 雙位控制或變頻連續(xù)控制，有效控制k個(gè)氣液兩相流熱管余熱回收過(guò)熱器子系統(tǒng)的工作狀 態(tài)，實(shí)現(xiàn)過(guò)熱器后煙氣溫度的合理控制，保證過(guò)熱過(guò)程處于高效的能量回收狀態(tài)；此外，中 央控制器由布置在汽包上的汽包水位指示傳感器獲得汽包水位線的位置，通過(guò)控制給水泵 的工作狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽包水位的控制，保證裝置長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0012] 本發(fā)明所述多功能儲(chǔ)液罐對(duì)熱管循環(huán)具有多重特殊功效，第一重功效為啟動(dòng)過(guò)程 排氣：多功能儲(chǔ)液罐為圓柱體形狀，從冷凝器來(lái)的液體工質(zhì)沿圓柱體儲(chǔ)液罐的切線方向進(jìn) 入多功能儲(chǔ)液罐，通過(guò)離心力作用實(shí)現(xiàn)氣液分離，這樣在啟動(dòng)過(guò)程中系統(tǒng)內(nèi)的非凝性氣體 便進(jìn)入到多功能儲(chǔ)液罐上部，通過(guò)排氣閥便可順利排出；第二重功效為運(yùn)行過(guò)程定期排氣， 保證熱管長(zhǎng)期高效運(yùn)行：熱管循環(huán)長(zhǎng)期使用后，因熱管工質(zhì)與管壁的物理化學(xué)作用等多種 原因總會(huì)產(chǎn)生部分氣體，多功能儲(chǔ)液罐能夠?qū)a(chǎn)生的部分氣體聚集在多功能儲(chǔ)液罐頂部， 通過(guò)定期排氣來(lái)保證熱管循環(huán)長(zhǎng)期高效運(yùn)行；第三重功效為排污：系統(tǒng)中的各種雜質(zhì)通過(guò) 循環(huán)過(guò)程都會(huì)沉積在多功能儲(chǔ)液罐底部，通過(guò)排污閥即可將各種雜質(zhì)及時(shí)排出，保證系統(tǒng) 長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
[0013] 本發(fā)明所述逆流氣液兩相流熱管余熱回收省煤器子系統(tǒng)、氣液兩相流熱管余熱回 收沸騰段子系統(tǒng)和逆流氣液兩相流熱管余熱回收過(guò)熱段子系統(tǒng)中的熱管循環(huán)的各蒸發(fā)器 與冷凝器安裝高度不受任何限制，只要各自的儲(chǔ)液罐低于其相對(duì)應(yīng)的冷凝器，保證冷凝液 能夠順利回流到相應(yīng)的多功能儲(chǔ)液罐便可正常工作；若出現(xiàn)部分換熱器必須安裝在相應(yīng) 多功能儲(chǔ)液罐下部的情況，只要在該換熱器下部加裝一個(gè)小型儲(chǔ)液罐及一個(gè)回流溶液泵即 可，故可根據(jù)用戶(hù)實(shí)際情況對(duì)各子系統(tǒng)的布置位置進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)。
[0014] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是煙氣橫向沖刷換熱面，傳熱效果好，換 熱效率高；二是熱管工質(zhì)容量小、水容量也小，啟動(dòng)速度快；三是煙氣在管外流動(dòng)，易于除 灰，水側(cè)也易于除垢；四是只要熱管工質(zhì)選擇合理，系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，完全可適應(yīng)于大容量和 高參數(shù)工況的余熱回收工程；五是水系統(tǒng)與主鍋爐（或生產(chǎn)過(guò)程）的高溫?zé)煔馔耆綦x，即 使某熱管循環(huán)發(fā)生泄露現(xiàn)象，由于熱管循環(huán)內(nèi)工質(zhì)有限，而且每個(gè)熱管循環(huán)只輸運(yùn)部分熱 能，不僅提供余熱的主鍋爐（或生產(chǎn)過(guò)程）無(wú)需停機(jī)，熱管余熱鍋爐也無(wú)需立刻停爐檢修， 待等到大修期間處理即可；六是各熱管循環(huán)中的換熱管道等溫性特別好，而且通過(guò)對(duì)熱管 循環(huán)進(jìn)行雙位控制或連續(xù)性負(fù)荷調(diào)節(jié)，能夠準(zhǔn)確控制煙氣出口溫度，可徹底避免低溫酸腐 蝕破壞現(xiàn)象；七是裝置啟動(dòng)時(shí)鍋爐進(jìn)冷水也不會(huì)影響煙氣中管壁的溫度，可通過(guò)合理控制 熱管循環(huán)的啟動(dòng)時(shí)間與運(yùn)行工況，完全避免水管余熱鍋爐因采用直接換熱，啟動(dòng)時(shí)管壁溫 度接近常溫水，換熱管表面出現(xiàn)結(jié)露，粘灰等不良現(xiàn)象；八是由于溶液泵的動(dòng)力作用，熱管 蒸發(fā)器與熱管冷凝器可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要隨意布置，徹底解決了原方案中水路與煙道必須緊連 在一起，工程布置難度大等問(wèn)題；九是熱管循環(huán)的總數(shù)量為3-30個(gè)，遠(yuǎn)少于目前應(yīng)用的重 力式系統(tǒng)的幾百乃至幾千根熱管，解決了幾百乃至幾千根熱管因緊密布置，不易于檢修，難 以發(fā)現(xiàn)哪根熱管已失效等問(wèn)題；十是每個(gè)熱管循環(huán)都可通過(guò)控制和調(diào)節(jié)溶液泵來(lái)控制其換 熱量，徹底解決了原來(lái)幾百乃至幾千根熱管的工作工況各不相同，整體換熱量無(wú)法控制，排 煙溫度也無(wú)法控制，難以避免出現(xiàn)酸露點(diǎn)而造成管道腐蝕現(xiàn)象等問(wèn)題；十一是每個(gè)熱管循 環(huán)都有多功能儲(chǔ)液罐，而且在冷凝器的最高點(diǎn)也裝有排氣閥，能夠有效收集和定期排除運(yùn) 行過(guò)程中產(chǎn)生的不凝性氣體和固體雜質(zhì)，保證熱管循環(huán)長(zhǎng)期高效穩(wěn)定運(yùn)行，徹底解決了普 通熱管在運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)后，有不凝結(jié)氣體產(chǎn)生，造成氣塞，使得熱管內(nèi)的工質(zhì)無(wú)法自然循環(huán)而 失效，有時(shí)甚至出現(xiàn)外壁干燒，爆管等問(wèn)題；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理可靠，操作方便，使用安全，使 用壽命長(zhǎng)，余熱回收效率高，維護(hù)成本低，環(huán)境友好。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】：
[0015] 圖1為本發(fā)明的流程結(jié)構(gòu)原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】：
[0016] 下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017] 實(shí)施例1 :
[0018] 本實(shí)施例所述動(dòng)力型熱管式余熱鍋爐裝置的主體結(jié)構(gòu)包括煙氣出口 1、煙道2、第 1個(gè)省煤器用熱管循環(huán)3、氣液收集管4、熱管蒸發(fā)器5、均液管6、分液器7、第η個(gè)省煤器用 熱管循環(huán)8、第1個(gè)沸騰段用熱管循環(huán)9、第m個(gè)沸騰段用熱管循環(huán)10、第1個(gè)過(guò)熱器用熱 管循環(huán)11、第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)12、煙氣入口 13、省煤器后溫度傳感器14、沸騰段后溫 度傳感器15、過(guò)熱器后溫度傳感器16、氣液兩相流母管17、第1個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝 器18、供液母管19、第η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器20、汽包水位線21、汽包22、汽包壓力 指示傳感器23、飽和蒸汽管24、飽和蒸汽溫度傳感器25、第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器 26、第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器出汽管27、第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器進(jìn)汽管28、 第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器29、第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器出汽管30、過(guò)熱蒸汽 溫度傳感器31、軟化水管32、給水泵33、第1個(gè)沸騰段用熱管循環(huán)冷凝器34、第m個(gè)沸騰段 用熱管循環(huán)冷凝器35、氣液分配管36、第1個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器出水管37、第η個(gè) 省煤器用熱管循環(huán)冷凝器進(jìn)水管38、第η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器出水管39、冷凝器高 點(diǎn)排氣閥40、汽包水位指示傳感器41、多功能罐排氣閥42、多功能儲(chǔ)液罐43、排污閥44、連 接管45、溶液泵46、輸液管47和中央控制器48,按功能分為逆流氣液兩相流熱管余熱回收 省煤器子系統(tǒng)、氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)、逆流氣液兩相流熱管余熱回收過(guò) 熱段子系統(tǒng)、水汽流動(dòng)子系統(tǒng)和中央控制子系統(tǒng)；η(1 < η < 10)個(gè)省煤器用熱管循環(huán)按照 逆流結(jié)構(gòu)形式布置構(gòu)成逆流氣液兩相流熱管余熱回收省煤器子系統(tǒng)，m(l < m < 10)個(gè)沸 騰段用熱管循環(huán)構(gòu)成氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)，k(l < k < 10)個(gè)過(guò)熱器用 熱管循環(huán)按照逆流結(jié)構(gòu)形式布置構(gòu)成逆流氣液兩相流熱管余熱回收過(guò)熱器子系統(tǒng)，每個(gè)熱 管循環(huán)的上端均設(shè)有安裝在煙道2內(nèi)的熱管蒸發(fā)器5,每個(gè)熱管蒸發(fā)器5的兩側(cè)均分別設(shè) 有氣液收集管4和均液管6 ;每個(gè)熱管循環(huán)的熱管蒸發(fā)器5均對(duì)應(yīng)一個(gè)熱管循環(huán)冷凝器，每 個(gè)熱管循環(huán)冷凝器的一側(cè)均設(shè)有氣液分流管36 ;氣液收集管4通過(guò)氣液兩相流母管17與 氣液分流管36連通，每個(gè)熱管循環(huán)冷凝器的下端均連接制有多功能儲(chǔ)液罐43,多功能儲(chǔ)液 罐43的上下兩端分別設(shè)有多功能罐排氣閥42和排污閥44,多功能儲(chǔ)液罐43和溶液泵46 之間通過(guò)連接管45連通；均液管6的下端設(shè)有分液器7,分液器7通過(guò)供液母管19與溶液 泵37連通；每個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器的上端均設(shè)有冷凝器高點(diǎn)排氣閥40,下端分別設(shè) 有省煤器用熱管循環(huán)冷凝器出水管和省煤器用熱管循環(huán)冷凝器進(jìn)水管，用于連通相鄰兩個(gè) 省煤器用熱管循環(huán)；第1個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器進(jìn)水管與給水泵33的一端連通，給水 泵33的另一端與軟化水管32連通；沸騰段用熱管循環(huán)冷凝器之間通過(guò)汽包22連通；汽包 22的一端與第η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器出水管39連通，另一端連接制有汽包水位指示 傳感器41 ;汽包22內(nèi)刻有汽包水位線21，汽包22的上端設(shè)有汽包壓力指示傳感器23 ;第 m個(gè)沸騰段用熱管循環(huán)冷凝器35處的汽包22上端制有飽和蒸汽管24,汽包22通過(guò)飽和蒸 汽管24與第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器26連通，飽和蒸汽管24上設(shè)有飽和蒸汽溫度傳 感器25 ;第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器26上端設(shè)有第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器出 汽管27,其它過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器的上端分別設(shè)有過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器進(jìn)汽管和 過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器出汽管，第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器出汽管30上連接制有過(guò) 熱蒸汽溫度傳感器31 ;逆流氣液兩相流熱管余熱回收省煤器子系統(tǒng)后設(shè)有省煤器后溫度 傳感器14,氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)后設(shè)有沸騰段后溫度傳感器15,逆流氣 液兩相流熱管余熱回收過(guò)熱段子系統(tǒng)后設(shè)有過(guò)熱器后溫度傳感器16,中央控制子系統(tǒng)的中 央控制器48分別通過(guò)省煤器后溫度傳感器14、沸騰段后溫度傳感器15和過(guò)熱器后溫度傳 感器16獲得和控制煙氣溫度，并對(duì)溶液泵44進(jìn)行雙位控制或變頻連續(xù)控制。
[0019] 本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)余熱回收的過(guò)程是：煙氣依次通過(guò)第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)12的熱 管蒸發(fā)器.....第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)11的熱管蒸發(fā)器，然后再通過(guò)第m個(gè)沸騰段用熱 管循環(huán)10的熱管蒸發(fā)器.....第1個(gè)沸騰段用熱管循環(huán)9的熱管蒸發(fā)器，最后再通過(guò)第η 個(gè)省煤器用熱管循環(huán)8的熱管蒸發(fā)器.....第1個(gè)省煤器用熱管循環(huán)3的熱管蒸發(fā)器，這 k+m+n個(gè)熱管蒸發(fā)器內(nèi)液態(tài)熱管工質(zhì)吸收煙氣余熱后發(fā)生液氣相變過(guò)程，降低煙氣溫度，實(shí) 現(xiàn)煙氣余熱的高效回收利用；η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)、m個(gè)沸騰段用熱管循環(huán)和k個(gè)過(guò)熱器 用熱管循環(huán)的工作原理完全相同，熱管循環(huán)的構(gòu)成也一致，省煤器用熱管循環(huán)冷凝器為水 冷式，沸騰段用熱管循環(huán)冷凝器為池沸騰式，過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器汽冷式，每個(gè)熱管循 環(huán)的具體工作過(guò)程是：溶液泵46通過(guò)輸液管45從多功能儲(chǔ)液罐43中抽取液體工質(zhì)，提升 壓力后的液體工質(zhì)由供液母管19、分液頭7和均液管6,被均勻地分配到熱管蒸發(fā)器5中， 在熱管蒸發(fā)器5中的液體工質(zhì)吸收煙氣余熱，發(fā)生液-氣相變過(guò)程，轉(zhuǎn)化為氣液兩相流后經(jīng) 氣液收集管4流入氣液兩相流母管17,該氣液兩相流經(jīng)氣液分配管36均勻分配到熱管冷凝 器18中，該氣液兩相流工質(zhì)在熱管冷凝器18中將熱量傳遞給被加熱的水或水蒸汽后，完全 冷凝為液體工質(zhì)，該液體工質(zhì)由連接管47輸送到多功能儲(chǔ)液罐43,多功能儲(chǔ)液罐43中的液 體工質(zhì)再次經(jīng)輸液管45進(jìn)入溶液泵46,如此循環(huán)往復(fù)，連續(xù)不斷地將煙氣余熱傳遞給被加 熱的水和水蒸汽，生產(chǎn)出用戶(hù)需求的過(guò)熱蒸汽，實(shí)現(xiàn)余熱的回收利用。
[0020] 本實(shí)施例所述逆流氣液兩相流熱管余熱回收省煤器子系統(tǒng)的逆流是指煙氣是從 第η個(gè)省煤器用熱管蒸發(fā)器流入，依次流過(guò)第n-1個(gè)、第n-2個(gè)，直到最后從第1個(gè)省煤器用 熱管蒸發(fā)器流出，而被加熱的水從第1個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器流入，依次流過(guò)第2個(gè)、 第3個(gè)，最后從第η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器流出，這種逆向流動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)能量的梯級(jí) 利用，使煙氣與水之間形成最大換熱溫差，減小換熱面積，提高換熱效率，使熱力學(xué)不可逆 損失達(dá)到最小。
[0021] 本實(shí)施例所述氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)使水發(fā)生相變，產(chǎn)生飽和水 蒸汽，m(l 10)個(gè)熱管循環(huán)既便于調(diào)節(jié)控制產(chǎn)汽量大小，也能在某個(gè)熱管循環(huán)出現(xiàn)故 障時(shí)，不影響整體余熱鍋爐的運(yùn)行，同時(shí)，每個(gè)熱管循環(huán)內(nèi)工質(zhì)較少，即使管道破裂、工質(zhì)泄 露，也不會(huì)對(duì)煙道和大系統(tǒng)鍋爐（或工業(yè)過(guò)程）形成影響。
[0022] 本實(shí)施例所述逆流氣液兩相流熱管余熱回收過(guò)熱器子系統(tǒng)的逆流是指煙氣是從 第k個(gè)過(guò)熱器用熱管蒸發(fā)器流入，依次流過(guò)第k-Ι個(gè)、第k-2個(gè)，直到最后從第1個(gè)過(guò)熱器 用熱管循環(huán)的蒸發(fā)器流出，而被加熱的水蒸汽從第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器流入，依 次流過(guò)第2個(gè)、第3個(gè)，最后從第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器流出，這種逆向流動(dòng)能夠 實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用，使煙氣與水蒸汽之間形成最大換熱溫差，減小換熱面積，提高換熱效 率，使熱力學(xué)不可逆損失達(dá)到最小。
[0023] 本實(shí)施例所述水汽流動(dòng)子系統(tǒng)的工作過(guò)程是：被處理好的軟化水經(jīng)軟化水管32 進(jìn)入給水泵33,軟化水升壓后流入第1個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器18,初步加熱后被送入 第2個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器，…，直到送入第η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器20,完成 全部加熱過(guò)程，此后，被加熱好的水由第η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器出水管39送入汽包 22,在汽包22內(nèi)吸收汽化潛熱后轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽，再由飽和蒸汽管24送到第1個(gè)過(guò)熱器用 熱管循環(huán)冷凝器26，···，直到送入第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器29,完成過(guò)熱器的全部 過(guò)熱過(guò)程后，由第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)12的冷凝器出汽管30將過(guò)熱蒸汽送給用戶(hù)。
[0024] 本發(fā)明所述中央控制子系統(tǒng)的中央控制器48通過(guò)對(duì)逆流氣液兩相流熱管余熱回 收省煤器子系統(tǒng)中的溶液泵44進(jìn)行雙位控制或變頻連續(xù)控制，有效控制η個(gè)氣液兩相流熱 管余熱回收省煤器子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)省煤器后煙氣溫度的控制，保證高效的能量 回收，并有效避免出現(xiàn)低溫酸腐蝕現(xiàn)象；中央控制器48通過(guò)對(duì)氣液兩相流熱管余熱回收沸 騰段子系統(tǒng)中的溶液泵進(jìn)行雙位控制或變頻連續(xù)控制，有效控制m個(gè)氣液兩相流熱管余熱 回收沸騰段子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)沸騰段后煙氣溫度的合理控制，保證相變過(guò)程處于高 效的能量回收狀態(tài)；中央控制器48通過(guò)對(duì)逆流氣液兩相流熱管余熱回收過(guò)熱器子系統(tǒng)中 的溶液泵進(jìn)行雙位控制或變頻連續(xù)控制，有效控制k個(gè)氣液兩相流熱管余熱回收過(guò)熱器子 系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)過(guò)熱器后煙氣溫度的合理控制，保證過(guò)熱過(guò)程處于高效的能量回收 狀態(tài)；此外，中央控制器48由布置在汽包22內(nèi)的汽包水位指示與傳感器41獲得汽包水位 線21的位置，通過(guò)控制給水泵33的工作狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽包水位的控制，保證系統(tǒng)長(zhǎng)期安全穩(wěn) 定運(yùn)行。
[0025] 實(shí)施例2 :
[0026] 本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)煙氣余熱生產(chǎn)過(guò)熱蒸汽的啟動(dòng)與運(yùn)行過(guò)程如下：按圖1所示結(jié)構(gòu)原 理組合安裝成動(dòng)力型熱管式余熱鍋爐系統(tǒng)裝置后，先對(duì)每個(gè)熱管循環(huán)管路內(nèi)部進(jìn)行吹污清 理，再對(duì)每個(gè)熱管循環(huán)管路內(nèi)部進(jìn)行物理化學(xué)鈍化處理，處理完畢后，將η個(gè)省煤器熱管循 環(huán)、m個(gè)沸騰段熱管循環(huán)和k個(gè)過(guò)熱器熱管循環(huán)都抽空，真空達(dá)標(biāo)后，分別加入適量的熱管 工質(zhì)；將中央控制子系統(tǒng)中的省煤器后的煙氣溫度、沸騰段后的煙氣溫度、過(guò)熱器后的煙氣 溫度、汽包水位線位置等設(shè)定具體數(shù)值，在煙道中送入煙氣、水汽系統(tǒng)中送入軟化水后，中 央控制子系統(tǒng)將根據(jù)省煤器后的煙氣溫度等控制參數(shù)的實(shí)際數(shù)值，與設(shè)定的具體數(shù)值進(jìn)行 比較，按照選定的控制方法，啟動(dòng)和控制η個(gè)省煤器熱管循環(huán)、m個(gè)沸騰段熱管循環(huán)和k個(gè) 過(guò)熱器熱管循環(huán)的溶液泵30 ;再待50-100分鐘后，系統(tǒng)中省煤器后的煙氣溫度等參數(shù)將達(dá) 到設(shè)定值，整個(gè)系統(tǒng)即處于穩(wěn)定工作階段，如此便可連續(xù)不斷、高效節(jié)能地將煙氣余熱轉(zhuǎn)化 為用戶(hù)需求的過(guò)熱水蒸氣。
【權(quán)利要求】
1. 一種動(dòng)力型熱管式余熱鍋爐裝置，其特征在于主體結(jié)構(gòu)包括煙氣出口、煙道、氣液 收集管、熱管蒸發(fā)器、均液管、分液器、省煤器用熱管循環(huán)、沸騰段用熱管循環(huán)、過(guò)熱器用熱 管循環(huán)、煙氣入口、省煤器后溫度傳感器、沸騰段后溫度傳感器、過(guò)熱器后溫度傳感器、氣 液兩相流母管、熱管循環(huán)冷凝器、供液母管、汽包水位線、汽包、汽包壓力指示傳感器、飽和 蒸汽管、飽和蒸汽溫度傳感器、過(guò)熱器熱管循環(huán)冷凝器出汽管、過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器 進(jìn)汽管、過(guò)熱蒸汽溫度傳感器、軟化水管、給水泵、氣液分配管、省煤器用熱管循環(huán)冷凝器 出水管、省煤器用熱管循環(huán)冷凝器進(jìn)水管、冷凝器高點(diǎn)排氣閥、汽包水位指示傳感器、多功 能罐排氣閥、多功能儲(chǔ)液罐、排污閥、連接管、溶液栗、輸液管和中央控制器，按功能分為逆 流氣液兩相流熱管余熱回收省煤器子系統(tǒng)、氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)、逆流 氣液兩相流熱管余熱回收過(guò)熱段子系統(tǒng)、水汽流動(dòng)子系統(tǒng)和中央控制子系統(tǒng)；η個(gè)省煤器 用熱管循環(huán)按照逆流結(jié)構(gòu)形式布置構(gòu)成逆流氣液兩相流熱管余熱回收省煤器子系統(tǒng)，m個(gè) 沸騰段用熱管循環(huán)構(gòu)成氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)，k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)按 照逆流結(jié)構(gòu)形式布置構(gòu)成逆流氣液兩相流熱管余熱回收過(guò)熱器子系統(tǒng)，其中1 < η < 10， 1彡m彡10,1彡k彡10 ;煙道的兩端分別為煙氣入口和煙氣出口；每個(gè)熱管循環(huán)的上端 均設(shè)有安裝在煙道內(nèi)的熱管蒸發(fā)器，每個(gè)熱管蒸發(fā)器的兩側(cè)均分別設(shè)有氣液收集管和均液 管；每個(gè)熱管循環(huán)的熱管蒸發(fā)器均對(duì)應(yīng)一個(gè)熱管循環(huán)冷凝器，每個(gè)熱管循環(huán)冷凝器的一側(cè) 均設(shè)有氣液分流管；氣液收集管通過(guò)氣液兩相流母管與氣液分流管連通，每個(gè)熱管循環(huán)冷 凝器的下端均連接制有多功能儲(chǔ)液罐，多功能儲(chǔ)液罐的上下兩端分別設(shè)有多功能罐排氣閥 和排污閥，多功能儲(chǔ)液罐和溶液泵之間通過(guò)連接管連通；均液管的下端設(shè)有分液器，分液器 通過(guò)供液母管與溶液泵連通；每個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器的上端均設(shè)有冷凝器高點(diǎn)排氣 閥，下端分別設(shè)有省煤器用熱管循環(huán)冷凝器出水管和省煤器用熱管循環(huán)冷凝器進(jìn)水管，用 于連通相鄰兩個(gè)省煤器用熱管循環(huán)；第1個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器進(jìn)水管與給水泵的一 端連通，給水泵的另一端與軟化水管連通；沸騰段用熱管循環(huán)冷凝器之間通過(guò)汽包連通； 汽包的一端與第η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器出水管連通，另一端連接制有汽包水位指示 傳感器；汽包內(nèi)設(shè)有汽包水位線，汽包的上端設(shè)有汽包壓力指示傳感器；第m個(gè)沸騰段用 熱管循環(huán)冷凝器處的汽包上端制有飽和蒸汽管，汽包通過(guò)飽和蒸汽管與第1個(gè)過(guò)熱器用熱 管循環(huán)冷凝器連通，飽和蒸汽管上設(shè)有飽和蒸汽溫度傳感器；第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷 凝器上端設(shè)有第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器出汽管，其它過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器的上 端分別設(shè)有過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器進(jìn)汽管和過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器出汽管，第k個(gè)過(guò) 熱器用熱管循環(huán)冷凝器出汽管上連接制有過(guò)熱蒸汽溫度傳感器；逆流氣液兩相流熱管余熱 回收省煤器子系統(tǒng)后設(shè)有省煤器后溫度傳感器，氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)后 設(shè)有沸騰段后溫度傳感器，逆流氣液兩相流熱管余熱回收過(guò)熱段子系統(tǒng)后設(shè)有過(guò)熱器后溫 度傳感器，中央控制子系統(tǒng)的中央控制器分別通過(guò)省煤器后溫度傳感器、沸騰段后溫度傳 感器和過(guò)熱器后溫度傳感器獲得和控制煙氣溫度，并對(duì)溶液泵進(jìn)行雙位控制或變頻連續(xù)控 制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)力型熱管式余熱鍋爐裝置，其特征在于實(shí)現(xiàn)余熱回收的過(guò)程 是：煙氣依次通過(guò)第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)的熱管蒸發(fā)器.....第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)的 熱管蒸發(fā)器，然后再通過(guò)第m個(gè)沸騰段用熱管循環(huán)的熱管蒸發(fā)器.....第1個(gè)沸騰段用熱 管循環(huán)的熱管蒸發(fā)器，最后再通過(guò)第η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)的熱管蒸發(fā)器.....第1個(gè)省 煤器用熱管循環(huán)的熱管蒸發(fā)器，其中1 < η < 10,1 < m < 10,1 < k < 10 ;k+m+n個(gè)熱管蒸 發(fā)器內(nèi)液態(tài)熱管工質(zhì)吸收煙氣余熱后發(fā)生液氣相變過(guò)程，降低煙氣溫度，實(shí)現(xiàn)煙氣余熱的 高效回收利用；η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)、m個(gè)沸騰段用熱管循環(huán)和k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)的 工作原理完全相同，熱管循環(huán)的構(gòu)成也一致，省煤器用熱管循環(huán)冷凝器為水冷式，沸騰段用 熱管循環(huán)冷凝器為池沸騰式，過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器汽冷式，每個(gè)熱管循環(huán)的具體工作 過(guò)程是：溶液泵通過(guò)輸液管從多功能儲(chǔ)液罐中抽取液體工質(zhì)，提升壓力后的液體工質(zhì)由供 液母管、分液器和均液管，被均勻地分配到熱管蒸發(fā)器中，在熱管蒸發(fā)器中的液體工質(zhì)吸收 煙氣余熱，發(fā)生液-氣相變過(guò)程，轉(zhuǎn)化為氣液兩相流后經(jīng)氣液收集管流入氣液兩相流母管， 該氣液兩相流經(jīng)氣液分配管均勻分配到熱管循環(huán)冷凝器中，該氣液兩相流工質(zhì)在熱管循環(huán) 冷凝器中將熱量傳遞給被加熱的水或水蒸汽后，完全冷凝為液體工質(zhì)，該液體工質(zhì)由連接 管輸送到多功能儲(chǔ)液罐，多功能儲(chǔ)液罐中的液體工質(zhì)再次經(jīng)輸液管進(jìn)入溶液泵，如此循環(huán) 往復(fù)，連續(xù)不斷地將煙氣余熱傳遞給被加熱的水和水蒸汽，生產(chǎn)出用戶(hù)需求的過(guò)熱蒸汽，實(shí) 現(xiàn)余熱的回收利用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)力型熱管式余熱鍋爐裝置，其特征在于所述逆流氣液兩相流 熱管余熱回收省煤器子系統(tǒng)的逆流是指煙氣是從第η個(gè)省煤器用熱管蒸發(fā)器流入，依次流 過(guò)第η-1個(gè)、第η-2個(gè)，直到最后從第1個(gè)省煤器用熱管蒸發(fā)器流出，而被加熱的水從第1 個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器流入，依次流過(guò)第2個(gè)、第3個(gè)，最后從第η個(gè)省煤器用熱管 循環(huán)冷凝器流出；氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)使水發(fā)生相變，產(chǎn)生飽和水蒸汽， m個(gè)熱管循環(huán)既便于調(diào)節(jié)控制產(chǎn)汽量大小，也能在某個(gè)熱管循環(huán)出現(xiàn)故障時(shí)，不影響整體余 熱鍋爐的運(yùn)行，同時(shí)，每個(gè)熱管循環(huán)內(nèi)工質(zhì)較少，不會(huì)對(duì)煙道和大系統(tǒng)鍋爐形成影響；逆流 氣液兩相流熱管余熱回收過(guò)熱器子系統(tǒng)的逆流是指煙氣是從第k個(gè)過(guò)熱器用熱管蒸發(fā)器 流入，依次流過(guò)第k-Ι個(gè)、第k-2個(gè)，直到最后從第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)的蒸發(fā)器流出，而 被加熱的水蒸汽從第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器流入，依次流過(guò)第2個(gè)、第3個(gè)，最后從 第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器流出；水汽流動(dòng)子系統(tǒng)的工作過(guò)程是：被處理好的軟化水 經(jīng)軟化水管進(jìn)入給水泵，軟化水升壓后流入第1個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器，初步加熱后 被送入第2個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器，…，直到送入第η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器，完 成全部加熱過(guò)程，此后，被加熱好的水由第η個(gè)省煤器用熱管循環(huán)冷凝器出水管送入汽包， 在汽包內(nèi)吸收汽化潛熱后轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽，再由飽和蒸汽管送到第1個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán) 冷凝器，…，直到送入第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)冷凝器，完成過(guò)熱器的全部過(guò)熱過(guò)程后，由 第k個(gè)過(guò)熱器用熱管循環(huán)的冷凝器出汽管將過(guò)熱蒸汽送給用戶(hù)；中央控制子系統(tǒng)的中央控 制器通過(guò)對(duì)逆流氣液兩相流熱管余熱回收省煤器子系統(tǒng)中的溶液泵進(jìn)行雙位控制或變頻 連續(xù)控制，有效控制η個(gè)氣液兩相流熱管余熱回收省煤器子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)省煤 器后煙氣溫度的控制，保證高效的能量回收，并有效避免出現(xiàn)低溫酸腐蝕現(xiàn)象；中央控制器 通過(guò)對(duì)氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)中的溶液泵進(jìn)行雙位控制或變頻連續(xù)控制， 有效控制m個(gè)氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)沸騰段后煙氣溫度 的合理控制，保證相變過(guò)程處于高效的能量回收狀態(tài)；中央控制器通過(guò)對(duì)逆流氣液兩相流 熱管余熱回收過(guò)熱器子系統(tǒng)中的溶液泵進(jìn)行雙位控制或變頻連續(xù)控制，有效控制k個(gè)氣液 兩相流熱管余熱回收過(guò)熱器子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)過(guò)熱器后煙氣溫度的合理控制，保證 過(guò)熱過(guò)程處于高效的能量回收狀態(tài)；此外，中央控制器由布置在汽包上的汽包水位指示傳 感器獲得汽包水位線的位置，通過(guò)控制給水泵的工作狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽包水位的控制，保證裝 置長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行；其中1彡η彡10,1彡m彡10,1彡k彡10。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)力型熱管式余熱鍋爐裝置，其特征在于所述多功能儲(chǔ)液罐對(duì) 熱管循環(huán)具有多重特殊功效，第一重功效為啟動(dòng)過(guò)程排氣：多功能儲(chǔ)液罐為圓柱體形狀，從 冷凝器來(lái)的液體工質(zhì)沿圓柱體儲(chǔ)液罐的切線方向進(jìn)入多功能儲(chǔ)液罐，通過(guò)離心力作用實(shí)現(xiàn) 氣液分離，在啟動(dòng)過(guò)程中系統(tǒng)內(nèi)的非凝性氣體便進(jìn)入到多功能儲(chǔ)液罐上部，通過(guò)排氣閥便 可順利排出；第二重功效為運(yùn)行過(guò)程定期排氣，保證熱管長(zhǎng)期高效運(yùn)行：熱管循環(huán)長(zhǎng)期使 用后，因熱管工質(zhì)與管壁的物理化學(xué)作用等多種原因總會(huì)產(chǎn)生部分氣體，多功能儲(chǔ)液罐能 夠?qū)a(chǎn)生的部分氣體聚集在多功能儲(chǔ)液罐頂部，通過(guò)定期排氣來(lái)保證熱管循環(huán)長(zhǎng)期高效運(yùn) 行；第三重功效為排污：鍋爐裝置中的雜質(zhì)通過(guò)循環(huán)過(guò)程會(huì)沉積在多功能儲(chǔ)液罐底部，通 過(guò)排污閥即可將雜質(zhì)及時(shí)排出，保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)力型熱管式余熱鍋爐裝置，其特征在于所述逆流氣液兩相流 熱管余熱回收省煤器子系統(tǒng)、氣液兩相流熱管余熱回收沸騰段子系統(tǒng)和逆流氣液兩相流熱 管余熱回收過(guò)熱段子系統(tǒng)中的熱管循環(huán)的各蒸發(fā)器與冷凝器安裝高度不受限制，只要各自 的儲(chǔ)液罐低于其相對(duì)應(yīng)的冷凝器，保證冷凝液能夠順利回流到相應(yīng)的多功能儲(chǔ)液罐便可； 若出現(xiàn)部分換熱器必須安裝在相應(yīng)多功能儲(chǔ)液罐下部的情況，在該換熱器下部加裝一個(gè)小 型儲(chǔ)液罐及一個(gè)回流溶液泵，能根據(jù)用戶(hù)實(shí)際情況對(duì)各子系統(tǒng)的布置位置進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)。
【文檔編號(hào)】F22B1/18GK104089268SQ201410374863
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】田小亮, 李曉花, 孫暉, 邵杰, 王偉, 劉瑞璟, 任杰 申請(qǐng)人:青島大學(xué)