專(zhuān)利名稱(chēng)：新型余熱鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用工業(yè)余熱產(chǎn)生水蒸汽和熱水的設(shè)備。
背景技術(shù)：
工業(yè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量余熱，如煙道氣(200-300°C )，高爐氣(約1500°C )，化工反應(yīng)的工藝氣(300-100(TC )……，隨著工業(yè)發(fā)展，能源供求緊張，環(huán)境熱污染嚴(yán)重，充分利用這些余熱作為一種熱源，產(chǎn)生水蒸汽和熱水，借以提高熱能利用率、降低燃料消耗、提高經(jīng)濟(jì)效益、低碳環(huán)保，已成為各國(guó)政府，企業(yè)和廣大群眾的共識(shí)。為此產(chǎn)生了多種余熱鍋爐。公知的余熱鍋爐，按換熱元件結(jié)構(gòu)分，有兩大類(lèi)。即管式換熱元件和熱管換熱元件。前者為傳統(tǒng)的后者則始用于上世紀(jì)60年代。管式余熱鍋爐的基本結(jié)構(gòu)有:1.管殼式，由于需解決的主要矛盾不同，它們有列管式、螺旋盤(pán)管式、U形管式等。2.煙道式，其結(jié)構(gòu)與一般工業(yè)鍋爐類(lèi)似，煙氣通過(guò)耐火材料砌成的爐膛，爐膛內(nèi)布有排管，排管內(nèi)的水汽化變成蒸汽，煙氣的壓力不高，但溫度較高。
3.雙套管式，這類(lèi)鍋爐適用于高溫高壓，高溫工藝氣通過(guò)內(nèi)套管，水在套管夾層間變成蒸汽。例如柴油裂解制乙烯裝置中的Schmidt急冷余熱鍋爐和合成氨裝置中的Sulzer氣冷卻余熱鍋爐。傳統(tǒng)的管式結(jié)構(gòu)，由于煙氣側(cè)給熱系數(shù)很低，從上世紀(jì)60年代開(kāi)始出現(xiàn)了熱管式余熱鍋爐。熱管具有極高的 導(dǎo)熱能力和優(yōu)良的等溫特性，大量用于余熱鍋爐和空氣預(yù)熱器。由于高溫?zé)煔獾臒崃坎皇侵苯觽鹘o待汽化的水，中間多了一個(gè)傳熱過(guò)程，高溫?zé)煔庀葘崃總鹘o熱管內(nèi)充填的介質(zhì)，使其汽化，再由熱管內(nèi)充填的介質(zhì)將熱量傳給熱管外側(cè)的水，其總傳熱效率要降低，熱管的另一缺點(diǎn)是，由于材料和工藝原因，熱管的服役期不長(zhǎng)。上述以管為換熱元件的余熱蒸鍋爐的共同缺點(diǎn)是需用管板。由發(fā)明人發(fā)明的“一種換熱芯可外抽的耐腐蝕雙軸向流螺旋板式換熱器ZL200510041521.1”，已在石油、化工、制藥、溴化鋰中央空調(diào)、壓縮式制冷機(jī)組、印染等行業(yè)中得到成功的應(yīng)用。涉及有水-水、氣-水、汽-水、液-水、液-液間的換熱、單相流冷凝冷卻、多相流冷凝冷卻以及多股流換熱都有應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)了以板代管，取消管板，降價(jià)材料成本，減少加工費(fèi)用。此外還有以下優(yōu)點(diǎn):1.雖然流道很狹，由于實(shí)現(xiàn)了多條并聯(lián)，因此單節(jié)處理量較大；2.由于設(shè)有外殼，故承壓能力可達(dá)到管殼式換熱器同樣的等級(jí)；3.流體呈軸向流可以設(shè)置翅片，亟大的擴(kuò)展了二次換熱面，可根據(jù)流體特性?xún)?yōu)選翅片的結(jié)構(gòu)，更適用于氣體和多相流的換熱；4.為純逆流換熱，端部溫差可以小到2V ；5.可自由選取兩個(gè)流體的流道寬度，使兩個(gè)流體都可以在最佳流速下運(yùn)行；6.流體的水當(dāng)量直徑小,水側(cè)3-5mm,氣側(cè)5_20mm,在較低的流速下(水< 0.3m/s,氣<6m/s)即出現(xiàn)喘流；
7.流體流態(tài)均勻，沒(méi)有死角，不僅使k值大，又弱化了結(jié)垢，可實(shí)現(xiàn)在線免拆除垢，運(yùn)行費(fèi)用和維修費(fèi)用都低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服公知的管式余熱鍋爐的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種新型余熱鍋爐，它有蒸汽余熱鍋爐和熱水余熱鍋爐兩種結(jié)構(gòu)形式，是由煙氣進(jìn)出口，煙氣進(jìn)出口配流室，螺旋板式換熱芯，注水口，蒸汽出口，排污口，捕液滴器，液面計(jì)，安全閥，殼體，上下封頭，冷/熱水進(jìn)/出口所組成，其特征在于:當(dāng)作為蒸汽鍋爐時(shí)，中心管同時(shí)起到下降管的作用，利用上下部弓形封板，使蒸汽壓力由殼體承擔(dān)，使煙氣側(cè)流道處于受外壓狀態(tài)，又在煙氣側(cè)流道設(shè)置翅片，煙氣進(jìn)出口配流室的蓋板和隔板設(shè)置支撐件和筋板加強(qiáng)，以提高其穩(wěn)定性；當(dāng)作為熱水鍋爐時(shí)，煙氣走平行于中心管的直道，煙氣側(cè)流道設(shè)置翅片，冷熱水走螺旋道、兩程。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。應(yīng)說(shuō)明，所述附圖和實(shí)施例是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，并非用于限制本發(fā)明的范圍。在閱讀本發(fā)明后，如對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，都屬于等價(jià)的改動(dòng)或修改，同樣包括于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)限定的范圍內(nèi)。圖1是蒸汽余熱鍋爐結(jié)構(gòu)剖視圖，圖2是圖1A-A剖視圖，圖3是圖1B-B剖視圖，圖4是圖1C-C剖視圖，圖5是圖1D-D剖視圖，圖6是熱水余熱鍋爐結(jié)構(gòu)剖視圖，圖中:1.排污閥接管，2.底部封頭，3.殼體法蘭，4.煙氣出口，5.下部弓形封板，6.螺旋板式換熱芯總成，7.殼體，8.液面計(jì)接管，9.捕液滴器，10.頂部封頭，11.蒸汽出口管，12安全閥接管，
13.煙氣進(jìn)口，14.上部弓形封板，15.注水口，16.煙氣進(jìn)口配流室蓋板，17.煙氣進(jìn)口配流室中間隔板，18.煙氣進(jìn)口配流室側(cè)面隔板，19煙氣出口配流室蓋板，20.煙氣出口配流室中間隔板，21.煙氣出口配 流室側(cè)面隔板，22.中心管，23.煙氣側(cè)翅片，24.熱水出口，25.冷水進(jìn)口，26.程間隔板。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，蒸汽余熱鍋爐(參見(jiàn)圖1-圖5)將螺旋板式換熱芯(6)置于有頂部封頭(10)和底部封頭(2)的殼體(7)中，用煙氣進(jìn)口配流室蓋板(16)，煙氣進(jìn)口配流室中間隔板(17)，煙氣進(jìn)口配流室側(cè)面隔板
(18)，構(gòu)成密閉的煙氣進(jìn)口配流室，用煙氣出口配流室蓋板(19)，煙氣出口配流室中間隔板
(20)，煙氣出口配流室側(cè)面隔板(21)，構(gòu)成密閉的煙氣出口配流室，使煙氣均勻布在換熱芯的螺旋道中。螺旋板式換熱芯總成(6)和殼體(7)間有一環(huán)隙，在煙氣出口配流室和煙氣出口配流室處分別用上部弓形封板(14)和下部弓形封板(5)封堵，而在汽側(cè)未封堵。于是，螺旋板式換熱芯總成(6)和殼體(7)間的環(huán)隙與汽側(cè)相通，壓力相等。由于煙氣側(cè)壓力低于蒸汽側(cè)壓力，即在換熱芯內(nèi)煙氣側(cè)是受外壓，在換熱芯內(nèi)煙氣側(cè)設(shè)置翅片，并將進(jìn)出口配流室的蓋板和隔板設(shè)置支撐件和筋板(圖中未示)，以提高煙氣側(cè)的穩(wěn)定性。作業(yè)時(shí)，將軟水由注水口(15)注滿到正常水位，將煙氣由進(jìn)口(17)引入，經(jīng)煙氣進(jìn)口配流室均勻布于換熱芯的多條螺旋煙道中，將熱量傳經(jīng)另一螺旋道中的水使其汽化，在其中形成含有大量汽泡的向上流動(dòng)的多相流，其重度小于水，在中心管(22)中，由于表面熱強(qiáng)度較低，仍為單一相-飽和態(tài)水，且又有冷軟水注入，溫度較低，重度銷(xiāo)大，于是在螺旋道和中心管間的介質(zhì)水產(chǎn)生了一個(gè)重度差，促進(jìn)了中心管的水向下、螺旋芯的水向上流動(dòng)。經(jīng)過(guò)換熱的煙氣由煙氣出口(4)外排。當(dāng)然煙氣的流向不限于此，亦可改為下進(jìn)上出，可因地制宜地選擇。產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)捕液滴器(9)由蒸汽出口管(11)外輸。污水定期由排污閥外排。實(shí)施例2，熱水余熱鍋爐(參見(jiàn)圖6)螺旋板式換熱芯(6)的中心管(22)用程間隔板(26)隔開(kāi)，從冷水進(jìn)口(25)的冷水進(jìn)入到中心管(22)的下半段，經(jīng)由管壁上的開(kāi)孔進(jìn)入到螺旋板式換熱芯￠)的下半部，由內(nèi)向外走螺旋道，直到螺旋板式換熱芯出)的外側(cè)，折而向上，再由外向內(nèi)走螺旋道，經(jīng)由管壁上的開(kāi)孔的中心管(22)的上半段，與煙道側(cè)的煙氣換熱，變成熱水，由熱水出口
(24)外送。螺旋板式換熱芯(6)安裝在由殼體(7)，下封頭(2)，上封頭(10)，煙氣口(13)和煙氣出口(4)組成的殼內(nèi)，熱煙氣從上部進(jìn)口進(jìn)入后，在螺旋板式換熱芯(6)的多圈煙氣側(cè)道垂直向下，與走螺旋道中的水進(jìn)行換熱，被冷卻，最后由煙氣出口(4)外排，在煙氣側(cè)道中設(shè)置有翅片。有益放果本發(fā)明的有益效果是:實(shí)現(xiàn)了以板代管，取消管板，降價(jià)材料成本，減少加工費(fèi)用。中心管起到下降管的作用，強(qiáng)化水在螺旋板式換熱芯中的循環(huán)，提高總傳熱系數(shù)，利用上下部弓形封板，使蒸汽壓力由殼體承擔(dān)，使煙氣側(cè)流道處于受外壓狀態(tài)，又在煙氣側(cè)流道設(shè)置翅片，煙氣進(jìn)出口配流室的 隔板設(shè)置支撐件和筋板加強(qiáng)，以提高其穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種新型余熱鍋爐，它有蒸汽余熱鍋爐和熱水余熱鍋爐兩種結(jié)構(gòu)形式，當(dāng)用作蒸汽余熱鍋爐，是由煙氣進(jìn)出口，煙氣進(jìn)出口配流室，螺旋板式換熱芯，注水口，蒸汽出口，排污口，捕液滴器，液面計(jì)，安全閥，殼體，上下封頭所組成，當(dāng)用作蒸汽余熱鍋爐，其特征在于在螺旋板式換熱芯中，煙氣和水都走直道，中心管同時(shí)起到下降管的作用，當(dāng)用作熱水余熱鍋爐，其特征在于在螺旋板式換熱芯中，煙氣走直道而水走雙程螺旋道。
2.一種如權(quán)利要求I所述的新型余熱鍋爐，其特征在于在螺旋板式換熱芯和殼體的環(huán)隙處設(shè)置了上下部弓形封板。
3.—種如權(quán)利要求I所述的新型余熱鍋爐，其特征在于在煙氣側(cè)流道設(shè)置翅片，煙氣進(jìn)出口配流室的蓋板和隔板設(shè)置支撐件和筋板加強(qiáng)，以提高其穩(wěn)定性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用工業(yè)余熱產(chǎn)生水蒸汽和熱水的設(shè)備。它有蒸汽余熱鍋爐和熱水余熱鍋爐兩種結(jié)構(gòu)形式。公知的余熱鍋爐，有管式換熱元件和熱管兩大類(lèi)。它們的共同缺點(diǎn)是需用管板，材料貴，加工成本高，本發(fā)明的有益效果是實(shí)現(xiàn)了以板代管，取消管板，降價(jià)材料成本，減少加工費(fèi)用。中心管同時(shí)起到下降管的作用，強(qiáng)化水在螺旋板式換熱芯中的循環(huán)，提高總傳熱系數(shù)，利用上下部弓形封板，使蒸汽壓力由殼體承擔(dān)，使煙氣側(cè)流道處于受外壓狀態(tài)，又在煙氣側(cè)流道設(shè)置翅片，煙氣進(jìn)出口配流室的隔板設(shè)置支撐件和筋板加強(qiáng)，以提高其穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)F24H1/00GK103256585SQ201310170408
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者吳植仁, 周群龍 申請(qǐng)人:淮安華電環(huán)保機(jī)械制造有限公司