CN101016984A - 立式蒸汽锅炉 - Google Patents

Abstract

一种立式蒸汽锅炉，属锅炉技术领域，所要解决的问题是使加热水能够产生带压蒸汽，突破螺旋换热器立式锅炉只能作为常压热水锅炉使用的局限性。构成中有螺旋换热器、锅壳、锅壳内的炉胆、锅壳与炉胆间的汽水空间，炉胆顶与螺旋烟道入口相通，其改进在于，构成中增设二次水加热系统，其内的集水箱位于汽水空间底部并与之相通，集水箱的上升管经炉胆与汽水空间相通，汽水空间上方有蒸汽出口，集水箱带有二次进水口。本发明可通过二次水加热系统将水温快速提升，运行时低温软化水先进入螺旋换热器中，产生的一次加热水通过补水管由集水箱、上升管进入汽水空间，热水由低温区向高温区循环流动，热交换循环合理科学，适宜作为立式蒸汽锅炉使用。

Description

立式蒸汽锅炉

技术领域

本发明涉及立式锅炉，尤其是螺旋换热器立式锅炉，属锅炉技术领域。

背景技术

现有的螺旋换热器立式锅炉，上部为螺旋换热器，下部外围为锅壳、壳内为炉胆及环绕炉胆的预热室，高温烟气沿螺旋烟道由内向外流动排放，经预热室预热的热水沿螺旋、水道由外向内流动，二者逆向流动，相对传统热水锅炉，热能吸收利用率高、占地面积小，但此结构锅炉仍存有以下缺陷：一是构成中只有一次换热系统即螺旋换热器，其结构限定其只能作为常压热水锅炉使用；二低温水先进入环绕高温炉胆的水室中，然后再进入温度相对较低的螺旋换热器中，水的热交换循环过程不够合理；三是螺旋体中心的螺旋水道半圆端板直对炉胆室顶，半圆端板底面直接受火焰加热，螺旋体这种结构的承热能力低，安全性及使用寿命降低。

本发明所要解决的技术问题是提供一种热能吸收利用更为充分，热效率更高的立式蒸汽锅炉，以使螺旋换热器立式锅炉技术性能及应用领域有所突破。

发明内容

本发明所称问题是以如下技术方案实现的：

一种立式蒸汽锅炉，构成中有上部的螺旋换热器1、下部的锅壳2、锅壳内的炉胆3、锅壳与炉胆之间的汽水空间4，螺旋夹层腔为螺旋水道12，螺旋夹层之间的螺旋空隙为螺旋烟道13，炉胆3的室顶与螺旋烟道入口相通，其改进在于，构成中增设二次水加热系统，二次水加热系统中的集水箱9位于汽水空间4的底部并通过下降管15与上升管10与之相连通，集水箱9的上升管10经炉胆3的室顶与汽水空间4相通，汽水空间4上方增设蒸汽出口11，集水箱9带有二次进水口16。

上述立式蒸汽锅炉，所述炉胆3的室顶为椭圆封头，椭圆封头通过火管14与螺旋烟道入口5相连通，胆筒下筒口与锅壳2的下筒口通过U型下脚圈相联接，汽水空间4的室顶与锅壳2的上筒口对接并兼作螺旋换热器1的下底板19，所述集水箱9为缺口圈管，通过下降管15与U型下脚圈相连通，下降管15和所述上升管10数量多个，沿缺口圈管上相间分布，外围有底座17。

上述立式蒸汽锅炉，所述螺旋换热器1，其中间的螺旋夹层体与上盖板18、下底板19之间通过法兰圈板对接，螺旋水道12的上、下端有螺旋条封板21。

上述立式蒸汽锅炉，构成中增设软化水箱28，单向阀热水泵33、37，阀门A、B、C、D、E，汽水空间4的室壁上增设自循环出水口27，软化水箱28的进水口通过阀门D与螺旋水道出口8相连通，软化水箱28的两个出水口，其中一个通过阀门C、单向阀热水泵33与螺旋水道入口7相连通、另一个通过单向阀热水泵37、阀门E与集水箱上的二次进水口16相连通，阀门B一端与螺旋水道出口8相连通、另一端与单向阀热水泵37出口相连通。

本发明具有以下特点：

1.构成中增设了二次水加热系统并使上升管由炉胆腔中上升通过，上升管暴露在炉胆中，直接接受强辐射热，使二次水温快速提升，从而产生蒸汽，突破了现有螺旋换热器立式锅炉只宜作为常温、常压热水锅炉的限制；

2.本发明中正常运行时，温度较低的软化水先进入螺旋换热器中换热，产生的一次加热水再进入汽水空间底部二次加热系统中的集水箱中，由集水箱并经上升管快速升温形成高温高压蒸汽，热水由低温区向高温区循环流动，水的热交换循环过程合理、科学；

3.在点火初期，利用增设的自循环出水口与螺旋换热器形成内部循环，快速提高炉水温度；正常运行后，一方面，利用螺旋体加热软化水箱中的水，另一方面，当需补水时，可同时打开二次进水口补水。

4.炉胆的室顶阻隔了高温烟火对其上方螺旋水道出水口底部的局部强辐射烘烤，并使炉胆的室顶承压且受热均匀，提高了锅炉的承热能力，运行更安全，使用寿命更长。

5.螺旋换热器中的螺旋水道通过上、下螺旋条封板形成封闭式结构，螺旋烟道则为开式结构，螺旋体通过法兰圈板与上盖板、下底板之间相连接，这样不仅拆卸安装方便，便于螺旋烟道内积灰的清除，而且从受力角度考虑其热应力大大降低，使其有自由伸缩的空间。

本发明适宜作为立式蒸汽锅炉使用。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是图1中B-B剖视图；

图4是螺旋换热器放大剖视图；

图5为本发明供热系统示意图。

附图中零部件标号分别为：1-螺旋换热器，2-锅壳，3-炉胆，4-汽水空间，5-螺旋烟道入口，6-螺旋烟道出口，7-螺旋水道入口，8-螺旋水道出口，9-集水箱，10-上升管，11-蒸汽出口，12-螺旋水道，13-螺旋烟道，14-火管，15-下降管，16-二次进水口，17-底座，18-上盖板，19-下底板，20-隔板，21-螺旋条封板，23-炉门，25-往复炉排装置，26-加煤斗，27-自循环出水口，28-软化水箱，29、30、34、35、36、38-管路，33、37-单向阀热水泵，A、B、C、D、E-阀门。

具体实施方式

参阅图1、3、4。螺旋换热器1由中间的螺旋夹层体及上盖板18、下底板19组成，上盖板18由薄板及保温层组成，螺旋夹层腔为螺旋水道12，螺旋夹层之间的螺旋空隙为螺旋烟道13，一次热水由外螺旋端的螺旋水道入口7进入、由中心的螺旋水道出口8流出，高温烟气由中心螺旋烟道入口5进入、由外螺旋端的螺旋烟道出口6排放。螺旋夹层腔的上、下端有螺旋条封板21，形成焊接式封闭式夹层体，螺旋烟道13的上、下端与上盖板18、下底板19紧密接触，不设螺旋条封板，使螺旋夹层体在上盖板、下底板之间形成开放式联连结构，不仅拆卸安装方便，便于螺旋烟道内积灰的清除，且受热时螺旋夹层体有有自由伸缩的空间，内应力大大降低。

参阅图1、2。炉胆3的室顶为椭圆封头，椭圆封头和火管14穿越下底板19后与螺旋烟道入口5相通，胆筒的下筒口与锅壳1的下筒口通过U型下脚圈相联接。汽水空间4的室顶为带有圆弧圈口的帽顶，与锅筒2对接后不会有对接死角。

仍参阅图1、2。增设的集水箱9为缺口圈管弯制，缺口对应炉门23，集箱通过下降管15与汽水空间U型下脚圈相连通。上升管10为弯管，最大程度的增大受热面，上端由汽水空间椭圆封头上的较小分布圆处引出。缺口圈管外圆的底座17与U型下脚圈底对接，使锅筒的筒壁一直延伸到炉胆下端。

参阅图1。图示实施例中，炉体底部为往复炉排装置25，其左侧为加煤斗26。

参阅图5。立式蒸汽锅炉本体可通过增配的软化水箱28，单向阀热水泵33、37、阀门A、B、C、D、E及管路形成相对独立的供热系统。该系统工作过程为：点火初期，关闭C、D阀门，打开A、B、E阀门，螺旋换热器1中的水经管路29、阀门A、管路30，单向阀热水泵33将锅炉内的水引入螺旋体进水口7，经过烟气加热后，由螺旋水道出口8、管路34、35、阀门B、管路38、阀门E通过二次进水门16流入集水箱9中，形成点火初期汽水空间4、螺旋换热器1、集水箱9之间的内部循环；正常运行时，打开C、D号阀门，关闭A、B、E号阀门，终止内部循环，使螺旋换热器1内的一次水由螺旋水道出口8经管路34、D号阀门进入软化水箱28内，经过换热的水与软化水箱水混合后，经管路39、阀门C、管路30、单向阀热水泵33、螺旋体进水口7进入螺旋体水通道，形成水循环。观察炉体或管路的水位表，当需要补水时，打开阀门E及单向阀热水泵37，则水箱的水一路由管路36、单向阀热水泵37、管路38、阀门E通过二次进水口16给锅炉进行补水，水在集水箱中沿上升管10上升，上升管10暴露在炉胆内，接受强辐射热，受热后的二次高温水或蒸汽进入汽水空间4的上腔，由蒸汽出口11输往供热系统；另一路经C号阀、管路30、单向阀热水泵33、螺旋水道入口7进入螺旋换热器中。同时，汽水空间4下方的较低温度热水由下降管15回流到集水箱9内，再沿上升管15上升受热升温后又进入汽水空间上腔，如此循环便可源源不断地输出高温热水或蒸汽。

Claims (4)

1.一种立式蒸汽锅炉，构成中有上部的螺旋换热器[1]、下部的锅壳[2]、锅壳内的炉胆[3]、锅壳与炉胆之间的汽水空间[4]，螺旋夹层腔为螺旋水道[12]，螺旋夹层之间的螺旋空隙为螺旋烟道[13]，炉胆3的室顶与螺旋烟道入口相通，其特征在于，构成中增设二次水加热系统，二次水加热系统中的集水箱[9]位于汽水空间[4]的底部并与之相连通，集水箱[9]的上升管[10]经炉胆[3]的室顶与汽水空间[4]相通，汽水空间[4]上方增设蒸汽出口[11]，集水箱[9]带有二次进水口[16]。

2.根据权利要求1所述的立式蒸汽锅炉，其特征在于，所述炉胆[3]的椭圆封头，通过火管[14]与螺旋烟道入口[5]相连通，胆筒下筒口与锅壳[2]的下筒口通过U型下脚圈相联接。汽水空间[4]的室顶与锅壳[2]的上筒口对接并兼作螺旋换热器[1]的下底板[19]，所述集水箱[9]为缺口圈管，通过下降管[15]与U型下脚圈相连通，下降管[15]和所述上升管[10]数量多个，沿缺口圈管相间分布，外围有底座[17]。

3.根据权利要求1或2所述的立式蒸汽锅炉，其特征在于，所述螺旋换热器[1]，其中间的螺旋夹层体与上盖板[18]、下底板[19]之间通过法兰圈板对接，螺旋水道[12]的上、下端有螺旋条封板[21]。

4.根据权利要求3所述的立式蒸汽锅炉，其特征在于，构成中增设软化水箱[28]，单向阀热水泵[33]、[37]，阀门[A]、[B]、[C]、[D]、[E]，汽水空间[4]的室壁上增设自循环出水口[27]，软化水箱[28]的进水口通过阀门D与螺旋水道出口[8]相连通，软化水箱[28]的两个出水口，其中一个通过阀门[C]、单向阀热水泵[33]与螺旋水道入口[7]相连通，另一个通过单向阀热水泵[37]、阀门[E]与集水箱上的二次进水口[16]相连通，阀门[B]一端与螺旋水道出口[8]相连通、另一端与单向阀热水泵[37]出口相连通。

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