CN104878156B - 一种双水室双循环转炉烟道汽化冷却锅炉系统 - Google Patents
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Abstract
一种双水室双循环转炉烟道汽化冷却锅炉系统，包括锅筒、强制循环受热面和自然循环受热面；其特征在于：锅筒中设置隔板，隔板上端与锅筒内腔顶壁设有间隔，隔板将锅筒内腔分为通过间隔处连通的第一水室和第二水室；第一水室通过第一回水管与自然循环受热面的出水口连接，还通过吸水管与强制循环受热面的进水口连接，吸水管上安装循环泵；第二水室通过降水管与自然循环受热面的进水口连接，还通过第二回水管与强制循环受热面的出水口连接。本发明所达到的有益效果：在无热量输入时通过循环泵建立水位差，形成自然循环。在有热量输入时强化自然循环，从而保证了在所有运行工况下，避免了自然循环的冷却不足和启动时的过热问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种双水室双循环转炉烟道汽化冷却锅炉系统，属于锅炉冷却技术领域。
背景技术
炼钢转炉烟道汽化冷却系统，热源是快速间断供应的。转炉作业吹氧时有大量的热烟气，停吹时没有热烟气。这种工况下，一方面会导致在没有热量输入的运行阶段自然循环无法继续保持水循环从而造成构件受损；另一方面受热面管子在受热的短时间负载变化时过热，之间的温差会增大产生附加的应力，同样不利于设备运行。
发明内容
本发明提出了一种双水室双循环转炉烟道汽化冷却锅炉系统，能够在所有工况下保持自然循环并避免构件过热问题。
本发明的技术解决方案：一种双水室双循环转炉烟道汽化冷却锅炉系统，包括锅筒、强制循环受热面和自然循环受热面，锅筒中设置隔板，隔板上端与锅筒内腔顶壁设有间隔，隔板将锅筒内腔分为通过间隔处连通的第一水室和第二水室；第一水室的侧壁上开设第一回水口、其底部开设吸水口；第二水室的侧壁上开设第二回水口、其底部开设降水口。
第一回水口通过第一回水管与自然循环受热面的出水口连接，吸水口通过吸水管与强制循环受热面的进水口连接，吸水管上安装循环泵；降水口通过降水管与自然循环受热面的进水口连接，第二回水口通过第二回水管与强制循环受热面的出水口连接。
本发明中，隔板高度不低于锅筒内腔高度的1/2。
本发明中，隔板底部开设有通孔。
本发明中，第二回水口的高度大于第一回水口的高度。
本发明中，第一回水口和第二回水口的前方分别设置一个挡板。
本发明所达到的有益效果：
1.在无热量输入时通过循环泵建立水位差，形成自然循环。在有热量输入时强化自然循环，从而保证了在所有运行工况下，无论是否有热烟气，在自然循环受热面中均有一个自然循环，避免了自然循环的冷却不足和启动时的过热问题。
2.隔板将锅筒内腔分为两个水室，从而形成两个水路循环，且隔板上端的间隔使得两个水室的水位差保持恒定。
3.隔板底部的通孔可以平衡运行间隙较长时的水位。
4.第一回水口和第二回水口的前方均设置有挡板，可以防止出水速度过快时出现喷涌飞溅的现象发生。
附图说明
附图1是本发明的原理示意图；
附图2是图1中A-A向剖视图。
附图标记：
1锅筒；1.1第一水室；1.2第二水室；2隔板；2.1通孔；3自然循环受热面；4强制循环受热面；5第二回水管；6降水管；7第一回水管；8吸水管；9补水管；10循环泵；11出汽管。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明技术方案作进一步详细描述，但本发明的保护范围不局限于所述实施例。
如图1和2所示，一种双水室双循环转炉烟道汽化冷却锅炉系统，包括锅筒1、强制循环受热面4和自然循环受热面3。锅筒1中设置隔板2，隔板2高度为锅筒1的内腔高度的3/4，因此隔板2的上端与锅筒1的内腔顶壁之间有间隔，并将锅筒1的内腔分为通过间隔处连通的第一水室1.1和第二水室1.2；两个水室共用一个蒸汽空间。
在锅筒1内，第一水室1.1的侧壁上开设第一回水口、其底部开设吸水口；第二水室1.2的侧壁上开设第二回水口、其底部开设降水口。第一回水口通过第一回水管7与自然循环受热面3的出水口连接，吸水口通过吸水管8与强制循环受热面4的进水口连接，吸水管上安装循环泵10；降水口通过降水管6与自然循环受热面3的进水口连接，第二回水口通过第二回水管5与强制循环受热面4的出水口连接。第二回水口的高度大于第一回水口的高度。
第一回水口和第二回水口的前方分别设置一个挡板，防止出水速度过快时出现喷涌飞溅的现象发生。
锅筒1的顶部开设有出汽管11，出汽管11上安装阀门，用于排出锅筒1内的蒸汽。第一水室1.1一侧的锅筒1侧壁上连接补水管9，用于向第一水室1.1内补充循环水。
强制循环水回路的构成为：当循环泵10开启时，第一水室1.1的水依次流经吸水管8、强制循环受热面4、第二回水管5进入第二水室1.2中构成了强制循环水回路。
自然循环水回路的构成为：当第二水室1.2中的水位上升超过第一水室1.1中的水位时，水位差产生压力差，从而驱动第二水室1.2中的水依次流经降水管6、自然循环受热面3、第一回水管7进入第一水室1.1中构成了自然循环水回路。在无热输入的运行阶段，强制循环系统中的循环泵10连续运行，因而自然循环也不会停止。
两个水室的水位差越大，自然循环部分的循环量就越大。由于水位受隔板2的高度的限制，所以，当水位达到隔板2上限时，水直接从第二水室1.2溢流到第一水室1.1中，从而使水位差保持恒定。
短时间内负荷变化（从零到一个高值，加热运行阶段）开始之后，水位有一个急剧上升波动阶段，此时，水体积上升至水-蒸汽混合物体积且汽包中的水位也上升。
热负荷开始后，第一回水管7中水因受热部分汽化形成汽水混合物，比重较小，下降管中水不受热，比重较大，下降管侧和第一回水管7侧的水和汽水混合物的比重差驱动自然循环。
为了平衡运行间歇较长时的水位，隔板2底部开设有通孔2.1。
通过在无热负荷的运行阶段水的自然循环，形成有目标的流动，该流动与有热负荷时而产生的自然循环叠加，并为水流预先规定流动方向，因而避免局部生成的气泡和过热现象。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1. 一种双水室双循环转炉烟道汽化冷却锅炉系统，包括锅筒、强制循环受热面和自然循环受热面；其特征在于：锅筒中设置隔板，隔板上端与锅筒内腔顶壁设有间隔，隔板将锅筒内腔分为通过间隔处连通的第一水室和第二水室；第一水室的侧壁上开设第一回水口、其底部开设吸水口；第二水室的侧壁上开设第二回水口、其底部开设降水口；
第一回水口通过第一回水管与自然循环受热面的出水口连接，吸水口通过吸水管与强制循环受热面的进水口连接，吸水管上安装循环泵；降水口通过降水管与自然循环受热面的进水口连接，第二回水口通过第二回水管与强制循环受热面的出水口连接。
2. 根据权利要求1所述的一种双水室双循环转炉烟道汽化冷却锅炉系统，其特征在于：隔板高度不低于锅筒内腔高度的1/2。
3. 根据权利要求1或2所述的一种双水室双循环转炉烟道汽化冷却锅炉系统，其特征在于：隔板底部开设有通孔。
4. 根据权利要求3所述的一种双水室双循环转炉烟道汽化冷却锅炉系统，其特征在于：第二回水口的高度大于第一回水口的高度。
5. 根据权利要求4所述的一种双水室双循环转炉烟道汽化冷却锅炉系统，其特征在于：第一回水口和第二回水口的前方分别设置一个挡板。
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