CN104913289A - 一种阀控管状蒸汽发生器集成式安全锅体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种阀控管状蒸汽发生器集成式安全锅体。本发明属于一种新型的蒸汽锅炉安全锅体。本发明运用阀门控制技术与空间分隔结合的方法，既采用多根入口带有自控进水阀和出口带有综合防爆阀的炉管组成的阀控管状蒸汽发生器并联集结成锅体。这种分隔集成锅体能从根本上减小锅体爆炸能量及所产生的危害，提高了锅炉运行的安全性。本发明结构简单可靠，制造和运行成本较低，具有良好的经济性和实用性。
Description
技术领域
本发明属于一种蒸汽锅炉锅体。具体的说：一种新型的锅炉安全锅体。
背景技术
在锅炉领域里，当前无论是哪些类型的锅炉锅体，作为一种大容量的高温压力容器，其爆炸威力和危害是众所周知的。
为了预防锅体的爆炸，目前唯一行之有效的方法就是在锅体上安装两个“限压快速排气装置”，俗称安全阀。其原理是：当锅内压力达到规定上限时，安全阀打开快速排泄，迫使锅内压力下降，以保证锅体不至于压力过高而发生爆炸。然而以往绝大多数事故，锅炉爆炸时锅内压力，远低于安全阀排泄开启压力，安全阀不起作用。换句话说，安全阀只能保证锅体不发生超压爆炸事故，而不能从根本上预防锅炉在正常工作压力下的意外爆炸事故。
我们也都知道，锅炉锅体爆炸的能量及危害的大小处决于两大因素：一是锅体容积；二是爆炸时的即时压力。容积大爆炸威力大，容积小爆炸威力小；爆炸时的即时压力也是如此。
能不能在既不改变锅体的容积，又不降低锅炉工作压力的前提下，有效地控制锅体爆炸时的能量，从根本上消除或大大减轻锅体爆炸事故的危害呢？
阀控管状蒸汽发生器集成式安全锅体，就是一个较为完善解决方案。
发明内容
1.阀控管状蒸汽发生器集成式安全锅体的基本结构
本发明运用阀门控制技术与空间分隔相结合的方法：将锅体空间分割成若干个用防爆阀隔离的独立小空间，每个小空间都由一个阀控管状蒸汽发生器构成，然后将若干个这样的独立单元集成组合起来。其外形如同目前通用的水管锅炉锅体。既采用多根炉管3下端入口带有自控进水阀2上端出口带有综合防爆阀4的阀控管状蒸汽发生器并联至蒸汽汇流总管5的集成式锅体，如附图所示。
2.本发明的安全性能及减危原理
本发明中，炉管3下端串联的自控进水阀2和上端串联的综合防爆阀4，把锅体分割成相对独立的单元。如果一个单元发生爆炸，综合防爆阀4上端和自控进水阀2下端自动封闭，爆炸不会波及其他单元及汇流总管5；与此同时，综合防爆阀内安全阀超压排泄。换句话说：独立单元容积小且被阀门隔离，爆炸所造成的危害比同类锅炉小若干倍。
3.本发明与传统锅体的区别及效能
从外观来看，阀控管状蒸汽发生器集成式安全锅体，如果去除炉管3两端的自控进水阀2和综合防爆阀4，与目前同类型的水管锅炉锅体外形雷同。也就是说：两种锅体总容积和受热面积相同。故与目前同类型锅体的性能及热效率没有差异。
4.本发明中阀控管状蒸汽发生器的工作原理及蒸汽质量
本发明蒸汽产生的流程如下：
a)初始进水
由于锅炉水泵或省煤器的水压高于炉管3管内压力，自控进水阀2打开，水迅速注入炉管3，空气从综合防爆阀排出；随着水的注入炉管3内压力升高，自控进水阀2的给水速度从变小到最后关闭，完成初始进水。
b)产生蒸汽
注满后的水，在炉火的作用下温度迅速增高产生蒸汽，炉管3内压力开始升高，当炉管3内压力大于综合防爆阀4下端单向节流阀给定压力时，高压蒸汽从综合防爆阀4内溢出；随后管内压力下降，自控进水阀2重新开启，向炉管3内补水；给水的速度和进水量，由补水压力和炉管3内残余蒸汽压力共同控制，接下来就是重复前述过程。
这种由自控进水阀2、炉管3和综合防爆阀组成的阀控管状蒸汽发生器，就像是一个电子脉冲发生器。就单根而言，它输出的蒸汽不稳定；整体的情况就不同了，因为锅体上集成了多个蒸汽发生器。当多个随机不稳定的蒸汽源汇流到一起时，它们也会像电脉冲一样互补叠加，形成相对稳定的蒸汽流，源源不断的通过汇流总管5输出。故与同类型水管锅炉的蒸汽质量一样没有区别。
综上所述，本发明除了上述新增安全措施外，还配置了现有同类锅体的其他安全防范设备。是一种值得推广的新型安全锅体。本发明独特的空间分隔安全措施和阀控管状蒸汽发生器集成式锅体，具有广泛的应用价值。它不仅可以用于各种生产和生活锅炉，甚至还可以用于核电锅炉，乃至核潜艇锅炉。
附图说明
1.附图为锅体周向展开部分示意图；
2.图中阀门借用液压和气动阀门符号供参考，功能和作用表意不准确的以说明书为准；
3.图中阀门没限定阀门类型。
Claims (2)
1.一种阀控管状蒸汽发生器集成式安全锅体，包括：进水管1，多根由自控进水阀、炉管和综合防爆阀组合成的阀控管状蒸汽发生器，以及蒸汽汇流总管5。其特征在于：进水管1出口连接多根阀控管状蒸汽发生器，阀控管状蒸汽发生器出口与蒸汽汇流总管5连接。
2.根据权利要求1所述的阀控管状蒸汽发生器集成式安全锅体，其特征在于：炉管3入口端连接自控进水阀2，出口端连接综合防爆阀4。
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