CN100595484C - 余热锅炉及其汽包 - Google Patents

Abstract

一种用于余热锅炉的汽包，外壳、汽水分离装置和冷凝装置，所述外壳上设置有进水口、出水口、回流口和出汽口；所述汽水分离装置安装在所述外壳内，用于分离从所述回流口进入到所述外壳内的蒸汽和水；所述冷凝装置安装在所述外壳内，并将所述外壳内的部分蒸汽凝结成冷凝水。根据本发明实施例的用于余热锅炉的汽包，在汽包内设置冷凝装置，可以将汽包内的部分蒸汽直接凝结成冷凝水，由于汽包是密封结构，其本身就是用于储存蒸汽，因此，其内部环境好，产生的冷凝水中无杂质，质量高。

Description

余热锅炉及其汽包

技术领域

本发明涉及一种用于余热锅炉汽包，尤其涉及一种具有内置式冷凝装置的汽包和具有这种汽包的余热锅炉。

背景技术

在熔炼领域，余热锅炉用于回收从熔炼炉排出的高温烟气的热量，从熔炼炉排出的高温烟气进入余热锅炉，余热锅炉通过热交换将高温烟气的热能带走，并输送到最终用户处。作为最终用户一般分为生活用、生产用和发电用，对于一般的生产和生活蒸汽用户蒸汽温度为饱和温度，而对于发电用的蒸汽温度则需要过热到400度左右并且质量要求很高。在实际工作过程中，循环水经过预处理，进入汽包内，通过汽包和循环系统进入余热锅炉的热交换壁，循环水被加热后流回汽包内，再由汽包进行汽水分离，最后将蒸汽输送至用户。而汽包内的蒸汽温度一般为饱和温度，因此，要输送给发电用户，汽包中的蒸汽需要再次通过余热锅炉的过热器进行升温。为了将从过热器出来的蒸汽温度控制在400度左右，一般采取向过热器或输送从过热器出来的蒸汽的管道内喷水。但为了保护过热器，也为了保证发电用的蒸汽质量，对喷入过热器中的水的质量要求非常高，即必须是纯净、无杂质的。现有技术一般设置单独的水处理装置，将水进行预处理，形成纯净水，然后喷入过热器中。这就需要设置单独的纯净水处理系统，而且要求这个处理系统工作可靠，处理的水质量要好，这样增加了系统的复杂程度。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术中的至少一个缺点，提供一种能够提供高质量纯净水、并且工作可靠的用于余热锅炉的汽包。

根据本发明第一方面的实施例，提出一种用于余热锅炉的汽包，包括外壳，所述外壳限定一内腔且所述外壳上设置有进水口、出水口、回流口和出汽口；汽水分离装置，所述汽水分离装置安装在所述外壳的内腔中，用于分离从所述回流口进入到所述外壳内的蒸汽和水；冷凝装置，所述冷凝装置安装在所述外壳的内腔中用于将所述内腔中的一部分蒸汽凝结成冷凝水。

根据本发明进一步的实施例，用于余热锅炉的汽包还具有如下附属技术特征：

所述冷凝装置包括安装在所述内腔中的壳体和位于所述壳体内的用于冷凝蒸汽的冷凝管，所述壳体上设置有蒸汽进口和冷凝水出口。

所述冷凝水出口与冷凝水排放管相连通，所述排放管穿过并延伸出所述外壳。

所述蒸汽进口处设置有挡水器，用于阻挡所述内腔中的水进入壳体。

所述挡水器为多孔板。

所述冷凝管盘绕在所述壳体内。

所述冷凝管分层盘绕在所述壳体内。

所述壳体内设置有溢流管，所述溢流管的出口与所述内腔相通。

所述冷凝管的进口和出口适于通过管道与锅炉给水管相连。

根据本发明第二方面的实施例，提供一种余热锅炉，所述余热锅炉包括根据本发明第一方面所述的汽包。

根据本发明实施例的用于余热锅炉的汽包与现有技术相比至少具有如下优点之一：首先，根据本发明实施例的用于余热锅炉的汽包，在汽包内设置冷凝装置，可以将汽包内的部分蒸汽直接凝结成冷凝水，由于汽包是密封结构，其本身就是用于储存蒸汽，因此，其内部环境好，产生的冷凝水中无杂质，质量高，可以直接用于过热器中，使得整个冷凝装置结构更加简单，无须其他复杂的处理装置；其次，本发明在壳体的蒸汽入口处设置挡水器，将进入冷凝装置内的蒸汽中的水分分离，保证进入冷凝装置内的蒸汽质量，从而提高冷凝水的质量；再次，冷凝装置内的冷凝管分层盘绕在壳体内，进入壳体内的整体经冷凝管冷凝，这种结构冷凝效果更好。

本发明附加的特征和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的用于余热锅炉的汽包的主视剖视图。

图2是图1中冷凝装置的放大图。

图3是图1中A-A的剖视图。

图4是图2中B-B方向的侧视图。

图5是图2中C-C的剖视图。

图6是图2中D-D的剖视图。

图7是图5中E-E的剖视图。

图8是具有根据本发明实施例的汽包的余热锅炉。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同的标号表示相同的元件。下面通过参考附图描述的实施例用于解释本发明，所述实施例是示例性的，而不能解释为对本发明的限制。

参见图1，根据本发明实施例的用于余热锅炉的汽包100，包括外壳1，汽水分离装置2和冷凝装置3。

外壳1的内部限定了一个空腔，且外壳1上设置有进水口11、出水口12、回流口13和出汽口14，其中进水口11与锅炉给水管相连，以便向汽包100内供水(例如除盐脱氧水)。出水口12与出水管相连接，用于将汽包100中的循环水输送到余热锅炉炉体上的受热面处，例如输送到余热锅炉炉体的受热面处的热交换器，当炉体由膜式水冷壁构成时，余热锅炉炉体本身就用作热交换器。回流口13与回流管相连通，从汽包100内通过出水口12和出水管出来的循环水在与余热锅炉炉体内的高温烟气热交换后，变成水和蒸汽的混合物，然后通过回流管返回汽包100。出汽口14与出汽管相连通，用于将汽包100内的蒸汽通过出汽管送到最终用户。进水口11、出水口12、回流口13和出汽口14可以分别是多个，从而与它们相连的相应管路也可以为多条。另外，出水口12可以分别与多条出水管相连以便向余热锅炉炉体上的不同受热面供水。同样，出汽口14也可以是多个，分别连接不同的出汽管，另外，出汽口14也可以与多条出汽管相连，从而向不同的用户输送蒸汽。例如，一部分出汽管与供暖用户相连接，另一部出汽管将汽包100内的蒸汽再次送入余热锅炉炉体中的过热器进行再次升温，然后输送到发电用户。对于发电用户来说，蒸汽温度需要达到400度左右，为了保证这一需求，需要对经过过热器的蒸汽的温度进行调节，一般是采用向过热器或输送从过热器出来的蒸汽的管路中喷入纯净水来调节温度，同时，也可以增加蒸汽量。但对于进入过热器或输送从过热器出来的蒸汽的管路中的纯净水要求纯度很高，不能含有杂质。

汽水分离装置2安装在所述外壳1内，用于分离从所述回流口13进入到外壳1内的蒸汽和水。汽水分离装置2可以是设置在外壳1内的隔栅或者多孔板，使得蒸汽和水在流动时，由于阻挡而发生流向的改变，从而实现蒸汽和水的分离。这些结构均是较为成熟的现有技术，本文在此不再赘述。分离后的水流入汽包100的底部，继续参加循环。而蒸汽通过出汽口14输送至过热器。

冷凝装置3也设置在外壳1内，冷凝装置3能够将外壳1内的一部分蒸汽凝结成冷凝水。这些冷凝水通过管路可以直接输送出冷凝装置3和外壳1，然后可以喷入余热锅炉炉体内的过热器或输送从过热器出来的蒸汽的管路中，用于调节蒸汽的温度，从而满足对蒸汽温度的特定要求。常规技术中，调节蒸汽温度的纯净水需要专用的设备来提供，对于这些设备的要求较高，要保证这些设备处理后的纯净水不掺杂杂质，纯度要高。而本发明将冷凝装置3设置在外壳1内，由于外壳1的内腔环境本身就是为了满足蒸汽储存使用，因此，在外壳1的内腔中冷凝的水，纯度更高，质量更好，可以充分满足过热器的需要。而冷凝装置的结构可以更加简单，无须复杂的结构，也无须特意的为冷凝装置3设置密封结构。

本发明由于将冷凝装置3设置在外壳1中，因此，其结构更加紧凑简单，冷凝水的纯度更高，可以充分满足蒸汽调节的需要。

参见图2和图3，在本发明的上述实施例中，冷凝装置3包括安装在外壳1内的壳体31和位于壳体31内的冷凝管32，壳体31上设置有蒸汽进口311，冷凝管32中流动有冷却液。壳体31固定在外壳1的内表面上，从而形成一个腔室。壳体31的侧壁上部开设所述蒸汽进口311，外壳1内的部分蒸汽通过蒸汽进口311进入壳体31内。壳体31内的冷凝管32能够将进入壳体31内的蒸汽凝结，从而形成冷凝水。凝结成的冷凝水落入壳体31的内腔底部，壳体31底部的横截面成V字型，利于冷凝水的收集和储存。

参见图2、图3和图4，在本发明给出的上述实施例中，壳体31的底部连通有冷凝水排放管33，排放管33穿过所述外壳1与外部管路相通。排放管33通过外部管路与过热器或输送从过热器出来的蒸汽的管路相连通，根据需要将冷凝水喷入过热器或输送从过热器出来的蒸汽的管路中。

参见图2，在本发明给出的上述实施例中，所述蒸汽进口311处设置有挡水器312。在此实施例中，挡水器312是由两层多孔板组成，通过螺丝紧固件固安装在蒸汽进口311处。当蒸汽流经蒸汽进口311时，由于多孔板的阻挡，其流动方向发生改变，从而使蒸汽内的水下落，实现蒸汽和水的分离，保证进入壳体31内的均是蒸汽，提高冷凝水的质量。当然，这里的挡水器也可以是其他的结构，例如隔栅，只要能够实现蒸汽和水的分离就可以。

参见图5、图6和图7，在本发明给出的上述实施例中，冷凝管32盘绕在所述壳体31内，并且盘绕成多层结构，按照层状结构分布。进入所述壳体31内的蒸汽，从分层盘绕的冷凝管32中穿过，这样，有利于蒸汽的凝结，提高凝结的速度。冷凝管32的进液口321和出液口322穿过所述外壳1，适于与冷却液源(未示出)相连通。这里所说的冷却源可以是向汽包100内供水的水源，也可以是其他冷却液体。冷却水在汽包100内经过加热，出来后的冷却水可以作为热水使用，也可以进行热交换，再次进入冷凝管32中。

参见图2、图3和图4，在本发明的上述实施例中，壳体31内设置有溢流管34，溢流管34的出口与外壳1的内腔相通。当壳体31中冷凝的冷凝水达到一定深度后，多余的冷凝水通过溢流管34流入外壳1的底部与循环水混合一起，被再次利用。这样，可以保证壳体31中的冷凝水保持在一定深度，保护整个冷凝装置的正常运行。

下面参考图8描述根据本发明实施例的余热锅炉。如图8所示，根据本发明的余热锅炉包括汽包100。余热锅炉的循环系统的进水管11a、出水管12a、回流管13a和出汽管14a分别与汽包100上的进水口11、出水口12、回流口13和出汽口14相连，其中一部分出水管12a中可以设置有循环泵4，从而余热锅炉的循环为自然循环和强制循环结合的混合循环。

如图8所示，水经过进水管11a供给到汽包100内，然后通过出水管12a输送到余热锅炉炉体的受热面处与炉体内的高温烟气进行热交换，从而变成蒸汽与水的混合物，蒸汽与水的混合物通过回流管13a返回到汽包100内，通过汽包100内的汽水分离装置2进行分离，水落到汽包100的底部，蒸汽位于汽包100的上部。汽包100内的一部分蒸汽通过挡水器312进入冷凝装置3内，通过冷凝管32的冷凝，蒸汽在冷凝装置3内冷凝成冷凝水，冷凝管32可以与向汽包100内供水的锅炉给水管。汽包100内的另一部分蒸汽通过出汽管14a输送到设置在余热锅炉炉体内的过热器内进行升温，然后通过管道将经过过热器升温后的蒸汽输送到例如发电车间。为了调节输送到发电车间的蒸汽的温度，冷凝装置3内的冷凝水通过排放管33排出，然后喷入过热器或输送从过热器出来的蒸汽的管道内，从而将经过升温的蒸汽的温度调节为发电车间所要求的温度。由于冷凝水在汽包100内产生，因此水的质量高，结构简单，不需要设置单独的水处理系统。

根据本发明的余热锅炉的其他构成可以与现有技术相同，为了简单起见，这里不再详细赘述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1、一种用于余热锅炉的汽包，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳限定一内腔且所述外壳上设置有进水口、出水口、回流口和出汽口；

汽水分离装置，所述汽水分离装置安装在所述外壳的内腔中，用于分离从所述回流口进入到所述外壳内的蒸汽和水；

冷凝装置，所述冷凝装置安装在所述外壳的内腔中用于将所述内腔中的一部分蒸汽凝结成冷凝水。

2、如权利要求1所述的用于余热锅炉的汽包，其特征在于，所述冷凝装置包括安装在所述内腔中的壳体和位于所述壳体内的用于冷凝蒸汽的冷凝管，所述壳体上设置有蒸汽进口和冷凝水出口。

3、如权利要求2所述的用于余热锅炉的汽包，其特征在于，所述冷凝水出口与冷凝水排放管相连通，所述排放管穿过并延伸出所述外壳。

4、如权利要求2所述的用于余热锅炉的汽包，其特征在于，所述蒸汽进口处设置有挡水器，用于阻挡所述内腔中的水进入壳体。

5、如权利要求4所述的用于余热锅炉的汽包，其特征在于，所述挡水器为多孔板。

6、如权利要求2所述的用于余热锅炉的汽包，其特征在于，所述冷凝管盘绕在所述壳体内。

7、如权利要求2所述的用于余热锅炉的汽包，其特征在于，所述冷凝管分层盘绕在所述壳体内。

8、如权利要求2所述的用于余热锅炉的汽包，其特征在于，所述壳体内设置有溢流管，所述溢流管的出口与所述内腔相通。

9、如权利要求2所述的用于余热锅炉的汽包，其特征在于，所述冷凝管的进口和出口适于通过管道与锅炉给水管相连。

10、一种余热锅炉，其特征在于，所述余热锅炉包括如权利要求1-9中任一项所述的汽包。

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