CN105889887A - 一种正压力的热能装置 - Google Patents

Abstract

一种正压力的热能装置，包括锅炉的真空容室、燃烧室及烟气通道；真空容室内下部是热媒水容室、上部是真空加热室、管式热交换器及其周围的蒸汽空间，热媒水容室与真空加热室之间可设水汽分离器(也可不设)；管式热交换器流经的是流水或开水或蒸汽且有压力或温控装置、安全阀；真空容室置有安全阀、压力或温控装置及水位仪(计)；锅炉燃烧器、给水、保温及相关辅助设施；尤其是真空容室中热媒水及其汽化是在大于大气压力的正压力状态下运行中的控制装置。如果采用电加热方式，则除去所有燃烧加热装置而将电加热元件置入热媒水中。本装置制造简便，既可产生热水、开水，也可产生蒸汽，尤其更节能。

Description

一种正压力的热能装置

所属技术领域

本发明涉及一种采用加热装置，加热锅炉的真空容室内的热媒水，热媒水产生的蒸汽加热或传热于真空容室内的真空加热室中的管式热交换器中的流水，进而产生热水、开水或蒸汽，尤其是真空容室中热媒水及其汽化是在大于大气压力状态下运行的提高能效比的更加节能的正压力的热能装置。

背景技术

目前，公知的采用各种加热方式的真空热水锅炉，都是先加热处于真空容室中的热媒水，热媒水在真空条件下沸腾产生蒸汽，蒸汽再加热、传热于处于热媒水之上的管式热交换器中的流水，使之产生热水且向外供热，其特征是在负压力即小于大气压力的状态下运行。由于被加热的热媒水及其容室和容室中的管式热交换器皆限制于负压力运行的条件，仅仅产生热水而不能产生蒸汽，尤其是热效率或能效比的提高受到极大的限制，无法更进一步显著节能。也就是说，尚未出现一种锅炉的真空容室中的热媒水是在正压力状态下运行的不但能产生热水、开水，而且能够产生蒸汽的、尤其更节能的正压力热能装置。

发明内容

为了改变目前一般真空锅炉仅产生热水而不能产生蒸汽、尤其是因为在负压力条件下运行而其能效比、热效率的提高受到极大限制、无法更进一步显著节能这种状况，本发明提供一种锅炉的真空容室以及管式热交换器皆属于能够承受正压力运行的装置，特别是锅炉真空容室中的热媒水及其汽化是在大于大气压力的正压力状态下运行的、向外供热不但可以是热水、开水，而且可以是蒸汽，尤其是能够显著提高能效比或热效率进而实现更进一步显著节能的正压力的热能装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：锅炉的真空容室和其中的管式热交换器都采用能够承受一定正压力的金属材料予以焊接且制造而成；真空容室金属容器内的下部是能够承受一定正压力的燃烧室、烟气通道，燃烧室、烟道的周围是热媒水；真空容室内的热媒水之上是真空加热室，热媒水容室与真空加热室之间置有若干水汽分离器(也可不置)，真空加热室中置有管式换热器，管式换热器的周围是水蒸汽空间，管式换热器里流经的是水或开水或蒸汽。与目前一般真空锅炉不同的是，本装置中的真空容室与管式热交换器都各自设有压力或温度控制装置，它们在运行中都是在一定的正压力条件下进行，其中真空容室中热媒水及其蒸汽运行的压力控制或温度控制，设定有一定正压力的上限值和一定正压力的下限值(温控则是设有一定温度上限值和一定温度下限值)，真空锅炉的运行则是在上限值与下限值之间进行。上述的压力或温控的控制装置皆与锅炉加热装置的控制装置相连接。与本装置相关的燃烧器(机)、给水、热媒水的水位仪(计)、真空的实施、保温、烟气排污、水处理或烟气的余热利用及排污皆以现有技术予以实施。

如果本装置改为电加热方式，则可除去燃烧室、烟气通道，而将电加热元件置于真空容室内的热媒水所处的空间，锅炉的真空容室及管式换热器所设的压力或温控装置则与电加热的控制装置相连接，同样，有热媒水及其蒸汽运行中的正压力或温度的上限值与正压力或温度的下限值之设置。

本发明的有益效果是，既能够在真空条件下产生热水或开水，也能够产生蒸汽，特别是能够利用真空条件使之在大于大气压力即在正压力状态下运行，不但制造简便，尤其可以更进一步显著提高热能装置的能效比进而达到显著节能的目的。

具体实施方式

设置具有一定容积的能够承受一定正压力的金属容器作为本热能装置的真空容室，真空容室内的下部设置能够承受一定正压力的燃烧室、烟气通道，烟道采用若干管道对烟气予以汇集且与燃烧室相互贯通的方式以使烟气在管道中流动、冲刷管壁而增大烟气的换热面积，在燃烧室的入口处置有穿过真空容室的燃烧器(机)接口，相应的燃烧器(机)通过接口与燃烧室相连通，燃烧器(机)上置有燃烧的控制装置，烟道的末端处的真空容室壁开设烟囱接口，使之接装烟囱或安置余热利用设备或烟气的除尘排污装置。燃烧室、烟气能道的周围注有经脱氧的纯净水(也可不脱氧)作为热媒水，真空容室内热媒水容室之上是真空的加热室，热媒水容室与真空加热室之间设置若干水汽分离器(也可不设)且两室之间相互贯通。加热室中设置能够承受一定正压力的管式换热器，管式换热器的周围是水蒸汽空间，管式换热器的水输入端穿过真空容室置有给水接口，使之与供给水的设备的输水管口相连接，管式换热器的输出端穿过真空容室置有向外供输热水、开水或蒸汽的管阀接口，使之与用热设备或用热单位相连通，在管式换热器的热水、开水或蒸汽的输出管阀接口处置有压力与温度的控制装置及安全阀。在真空容室的上部开设制真空的管阀(既可采用真空泵也可采用加热真空容室内所注的热媒水且予以排空的方式经制真空的管阀使真空容室内热媒水以上的部分成为真空状)。真空容室的上部开设与容室相连通的管阀且置有关于热媒水在正压力状态下运行的压力或温度控制装置及安全阀。真空容室上的压力或温控装置以及真空加热室中的管式热交换器上的压力或温控装置皆与加热装置(燃烧器或机)的控制装置相连接，其中压力或温控系统中设置一定正压力的上限值和一定正压力的下限值(温控则是温度上限值和温度下限值)，以控制、确保热媒水的运行在该上限值与下限值之间进行。在热媒水的水位控制点处开设水位仪(计)的接口，使之与水位仪(计)相连通，用以日常观察控制热媒水的水位。锅炉的真空容室及装置的相关管阀皆置有保温装置。本装置相关燃烧器(机)、给水、水位仪(计)、真空的制取与实施、保温、烟气排污的辅助实施、水处理、热回收利用或烟气的余热利用及其排污、控制部分的电器或微电脑的采用皆以现在技术予以设置。

如果本装置采用电加热方式对热媒水进行加热，锅炉的真空容室内则不设置燃烧室、烟气通道装置(包括燃烧系统的控制装置)，而在真空容室内热媒水所处的部位的真空容室壁处开设电加热元件接口，将电加热元件经该接口置于真空容室内的热媒水所处的空间，电加热元件的加热器的周围是热媒水，上述的压力或温控装置则与电加热元件的控制装置相连接，而其他的辅助设施仍皆以现有技术处置。

Claims (9)

1.一种正压力的热能装置，其特征包括锅炉的真空容室；锅炉的燃烧室、烟气通道；真空容室中的热媒水容室及其热媒水；真空容室里的真空加热室中的管式热交换器及蒸汽空间；管式热交器内是流水或开水或蒸汽；管式热交换器置有压力控制或温控装置、安全阀；真空容室置有安全阀、压力控制或温控装置及水位仪(计)；锅炉的加热装置或电加热元件及给水、保温装置；尤其是真空容室中热媒水及其汽化是在大于大气压力的绝对压力即正压力状态下运行的控制装置。

2.如权利要求1所述的一种正压力的热能装置，其特征在于锅炉的真空容室是能够承受一定正压力的金属容器，真空容室在锅炉正压力的运行中与外部大气隔绝。

3.如权利要求1所述的一种正压力的热能装置，其特征在于锅炉的燃烧室、烟气通道置于锅炉的真空容室内的下部，燃烧室及烟气通道的周围是热媒水。

4.如权利要求1所述的一种正压力的热能装置，其特征在于真空容室内的热媒水容室之上是真空加热室，热媒水容室与真空加热室之间设有若干水汽分离器的隔层且相通(如果不考虑蒸汽加热效果也可在热媒水容室与真空加热室之间不设水汽分离器而直接贯通)，真空加热室中置有管式热交换器，管式热交换器是承受正压力的且其周围是水蒸汽空间。

5.如权利要求1所述的一种正压力的热能装置，其特征在于管式热交换器中流经的是水或开水或蒸汽。

6.如权利要求1所述的一种正压力的热能装置，其特征在于管式热交换器上置有穿过真空容室壁的压力控制或温控装置及安全阀，管式热交换器的输入端与锅炉的供(给)水装置的输出管口相连接，而输出端经阀门向外提供热水或开水或蒸汽。

7.如权利要求1所述的一种正压力的热能装置，其特征在于真空容室上置有穿过真空容室壁的安全阀、压力控制或温控装置及热媒水的水位仪(计)。

8.如权利要求1所述的一种正压力的热能装置，其特征在于锅炉置有加热装置或电加热元件及其保温、给水装置，其中如果属燃油、燃气、燃煤粉、燃生物质的，置有与之相匹配的燃烧器(机)，如果属于电加热正压力真空锅炉，则除掉燃烧室、烟道及其燃烧器(机)而将电加热元件穿过真空容室壁而置于热媒水中。

9.如权利要求1所述的一种正压力的热能装置，其特征在于真空容室中的热媒水及其汽化在正压力运行中的控制装置是所设的压力控制或温控装置与燃烧器(机)的控制装置或与电加热元件的控制装置相连接，有热媒水及其汽化在运行中的正压力或温度的上限值与正压力或温度的下限值之设置。

至于所涉及到本热能装置的管阀、仪表、保温、水处理、燃烧室及烟道的排污设置、烟气的余热利用、真空容室的形状、电控或微电脑及相关辅助设施，皆属于现有技术，在此不书。