CN105890159A - 内置连通管的热水循环结构及多流程循环流化床热水锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内置连通管的热水循环结构及多流程循环流化床热水锅炉，其中锅筒(17)通过集中下降管(16)输送锅筒内的水到主炉膛后屏下集箱中；主炉膛后屏上集箱(4)内置在主燃室(100)的左、右侧膜式壁之间；上部横置集箱(9)布置在副燃室(200)、燃尽室(300)上部的左、右侧膜式壁、之间；主炉膛后屏膜式壁设置在主炉膛后屏上集箱(4)和主炉膛后屏下集箱之间；连通管Ⅰ(8‐1)位于主炉膛后屏上集箱(4)与上部横置集箱(9)之间，分两组分别靠近左侧膜式壁(10)和右侧膜式壁(15)的内侧布置，上部横置集箱(9)通过导管回流水至锅筒(17)中。本发明能够有效地解决集箱穿出膜式壁的弊端，密封严密可靠。

Description

内置连通管的热水循环结构及多流程循环流化床热水锅炉

技术领域

本发明涉及锅炉结构技术领域，尤其涉及内置连通管的热水循环结构及多流程循环流化床热水锅炉。

背景技术

连通管是循环流化床热水锅炉重要的结构部件之一，其内流通的介质是否畅通直接关系到热水锅炉的稳定运行和寿命，因此其是保证热水锅炉安全稳定运行的重要组成部件。

现有的多流程循环流化床热水锅炉的结构如图1所示：

锅筒17设置在锅炉的膜式壁顶棚的上侧，通过设置在锅炉外侧的集中下降管16连接各个下集箱。

到达主炉膛后屏膜式下集箱的水经主炉膛后屏膜式壁汇集到主炉膛后屏膜式上集箱4，然后经穿过膜式壁顶棚的连通管，回流到锅筒17。

到达燃尽室后下集箱6的水，分两路：一路经连通管至燃尽室前下集箱5，然后经燃尽室前屏膜式壁汇集到上部横置集箱9，上部横置集箱9通过连通管或导管回流水至锅筒17；另一路经燃尽室后屏膜式壁7到上部横置集箱9，上部横置集箱9通过连通管或导管回流水至锅筒17。

到达两侧下集箱中的水，经主炉膛左侧膜式壁、主炉膛右侧膜式壁、燃尽室左侧膜式壁、燃尽室右侧膜式壁等，汇集到两侧上集箱3，最后通过连通管或导管回流至锅筒17。

由现有技术可以看出：

现有技术由于锅筒17设置在锅炉的膜式壁顶棚的上侧，所以现有与主炉膛后屏膜式上集箱4相连的连通管需要先穿过膜式壁顶棚上的排管才能连接锅筒17，这就造成膜式壁顶棚上的排管必须做让管处理，因此会增加设计及制造难度。

另外，现有的主炉膛后屏膜式上集箱4通过连通管直接与锅筒相连，所以其需要承载很大的荷载，为了保证安全，主炉膛后屏膜式上集箱4的左右两侧往往需要穿过主炉膛的左侧膜式壁和右侧膜式壁，这也需要做左侧膜式壁和右侧膜式壁的排管做让管处理，同样会增加设计及制造难度。

另外，为了检修和排污方便，现有技术将燃尽室前下集箱5的左右两侧往往穿过主炉膛的左侧膜式壁和右侧膜式壁，这也需要做左侧膜式壁和右侧膜式壁的排管做让管处理，同样会增加设计及制造难度。

另外，现有的连通管基本都是直的，导致其吸收自身膨胀性能差，容易出现连通管受热变形或拉裂情况，影响整个热水锅炉的稳定运行。

发明内容

本发明的目的是针对目前存在的问题，提供一种内置连通管的热水循环结构及多流程循环流化床热水锅炉，其不需要膜式壁的排管做让管处理。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明提供一种内置连通管的热水循环结构，所述内置连通管的热水循环结构包括设置在锅炉上方的锅筒，其包括：

所述锅筒通过集中下降管输送锅筒内的水到锅炉的主燃室下部的主炉膛后屏下集箱中；

主炉膛后屏上集箱内置在主燃室的左侧膜式壁和右侧膜式壁之间；上部横置集箱布置在副燃室、燃尽室上部的左侧膜式壁和右侧膜式壁之间；主炉膛后屏膜式壁设置在主炉膛后屏上集箱和主炉膛后屏下集箱之间；

连通管Ⅰ为两组，位于主炉膛后屏上集箱与上部横置集箱之间，且一组靠近左侧膜式壁的内侧布置，另一组靠近右侧膜式壁的内侧布置；

上部横置集箱通过导管回流水至锅筒中。

更优选地，所述内置连通管的热水循环结构还包括：

燃尽室前下集箱、燃尽室后下集箱和连通管Ⅱ；

燃尽室前下集箱内置在副燃室和燃尽室的左侧膜式壁和右侧膜式壁之间；燃尽室后下集箱布置在燃尽室下部的左侧膜式壁和右侧膜式壁之间；

连通管Ⅱ为两组，位于燃尽室前下集箱和燃尽室后下集箱之间，且一组靠近左侧膜式壁的内侧布置，另一组靠近右侧膜式壁的内侧布置；

锅筒通过集中下降管输送锅筒内的热水到副燃室、燃尽室下部的燃尽室后下集箱中；燃尽室后下集箱的水依次通过连通管Ⅱ、燃尽室前下集箱、燃尽室前屏膜式壁，回流到上部横置集箱。

更优选地，所述连通管Ⅰ和连通管Ⅱ为弯制的连通管。

更优选地，所述连通管Ⅰ的弯制角度与垂直线之间的夹角为α，该夹角α满足：10°≤α≤30°。

更优选地，在所述连通管Ⅰ和/或所述连通管Ⅱ的外壁上，焊有若干抓钉，且包覆耐火耐磨可塑料并通过所述抓钉固定；所述抓钉的长度L小于耐火耐磨可塑料的厚度δ。

更优选地，所述抓钉均匀布置在连通管的圆周方向，并在连通管的纵向方向错列布置。

更优选地，在所述主炉膛后屏膜式上集箱的最下部焊接有两组排污管，其中一组排污管的一端靠近主炉膛后屏膜式上集箱的一侧，其另一端穿出尽燃室的左侧膜式壁；另一组排污管的一端靠近主炉膛后屏膜式上集箱的另一侧，其另一端穿出尽燃室的右侧膜式壁。

更优选地，所述排污管的管径小于左侧膜式壁和右侧膜式壁相邻排管之间的鳍片宽度。

更优选地，所述排污管在炉膛内的部分，设有至少三个弯头。

本发明还提供一种多流程循环流化床锅炉，其包括：

上述任意一种内置连通管的热水循环结构、主燃室、副燃室和燃尽室；

所述主燃室、副燃室和燃尽室的膜式壁通过所述内置连通管的热水循环结构进行热水循环。

由上述本发明的技术方案可以看出，本发明具有如下技术效果：

1、本发明将主炉膛后屏膜式上集箱内置在锅炉内，且其通过连通管Ⅰ与上部横置集箱相连，然后由上部横置集箱回流水至锅筒，这样只需对上部横置集箱进行吊挂即可，不需吊挂主炉膛后屏膜式上集箱，因此也不需要主炉膛后屏膜式上集箱穿出左侧膜式壁或者右侧膜式壁，有效地解决了集箱穿出膜式壁的弊端，密封严密可靠。

2、本发明将燃尽室前下集箱内置在锅炉内，且设置弯制的连通管连通燃尽室后下集箱，有利于水垢汇集到燃尽室后下集箱，这样就不需要穿出左侧膜式壁或者右侧膜式壁做检修和排污处理，因此无需对膜式壁顶棚的排管做让管处理。这样避免了设计和制作的麻烦。

3、由于主炉膛后屏膜式上集箱内置，连接在主炉膛后屏膜式上集箱和上部横置集箱之间的连通管也就可以内置在锅炉内，因此该连通管也无需穿出膜式壁顶棚的排管，因此无需对膜式壁顶棚的排管做让管处理。这样避免了设计和制作的麻烦。

4、连通管、排污管弯制，能够吸收自身热膨胀及膜式壁热膨胀时产生的热应力，有效防止热应力开裂现象。

5、连通管内置且紧靠左侧膜式壁内侧或者右侧膜式壁内侧，不同于以往连通管设在中间部位的缺陷，避免了高温烟气的冲刷，延长了可塑料及连通管的寿命，使其安全运行时长加长。

附图说明

图1为现有技术的多流程循环流化床热水锅炉的结构示意图；

图2为本发明结构的主视图；

图3为本发明结构的左视图；

图4为连通管Ⅰ、主炉膛后屏膜式上集箱与上部横置集箱之间的连接示意图；

图5为抓钉布置示意图；

图6为连通管Ⅱ、燃尽室前下集箱和燃尽室后下集箱之间的连接示意图；

图7为图6中的B局部放大图。

附图中：

主燃室100、副燃室200和燃尽室300；主炉膛前屏膜式壁1、前屏膜式壁顶棚管2、两侧上集箱3、主炉膛后屏上集箱4、燃尽室前下集箱5、燃尽室后下集箱6、燃尽室后膜式壁7、连通管Ⅰ8-1、连通管Ⅱ8‐2、上部横置集箱9、左侧膜式壁10、排污管11、抓钉12、耐热耐磨可塑料13、盲板14、右侧膜式壁15、集中下降管16和锅筒17。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

实施例一：

本发明提供一种内置连通管的热水循环结构，其将上下集箱间的大管径连通管及相关集箱内置在多流程循环流化床锅炉内，避免了相关的让管处理。其结构如图2和图3所示，包括：

主炉膛前屏膜式壁1、前屏膜式壁顶棚管2、两侧上集箱3、主炉膛后屏上集箱4、燃尽室前下集箱5、燃尽室后下集箱6、燃尽室后膜式壁7、连通管Ⅰ8-1、连通管Ⅱ8‐2、上部横置集箱9、左侧膜式壁10、排污管11、右侧膜式壁15、集中下降管16、设置在锅炉上方的锅筒17。

锅筒17通过集中下降管16输送锅筒内的热水到锅炉的各个下集箱中，该下集箱包括但不限于主燃室100下部的主炉膛后屏下集箱以及副燃室200、燃尽室300下部的燃尽室后下集箱6。

主炉膛后屏上集箱4内置在主燃室100的左侧膜式壁和右侧膜式壁之间；上部横置集箱9布置在副燃室200、燃尽室300上部的左侧膜式壁10和右侧膜式壁15之间；连通管Ⅰ8-1为两组，位于主炉膛后屏上集箱4与上部横置集箱9之间，且一组靠近左屏膜式壁10的内侧布置，另一组靠近右屏膜式壁15的内侧布置。主炉膛后屏膜式壁设置在主炉膛后屏上集箱4和主炉膛后屏下集箱之间。上部横置集箱9通过导管与锅筒连接。

锅筒17通过集中下降管16输送锅筒内的水到主炉膛后屏下集箱，主炉膛后屏下集箱的水经主炉膛后屏膜式壁完成热交换后，汇集到主炉膛后屏上集箱4，然后经连通管Ⅰ8-1回流至上部横置集箱9，上部横置集箱9的水通过导管回流水至锅筒17中。

燃尽室前下集箱5内置在副燃室200和燃尽室300的左侧膜式壁和右侧膜式壁之间；燃尽室后下集箱6布置在燃尽室300下部的左侧膜式壁和右侧膜式壁之间。连通管Ⅱ8‐2为两组，位于燃尽室前下集箱5和燃尽室后下集箱6之间，且一组靠近左侧膜式壁的内侧布置，另一组靠近右侧膜式壁的内侧布置。

锅筒17通过集中下降管16到达燃尽室后下集箱6的水，分两路：一路经连通管至燃尽室前下集箱5，然后经燃尽室前屏膜式壁汇集到上部横置集箱9，上部横置集箱9通过连通管或导管回流水至锅筒17；另一路经燃尽室后屏膜式壁7到上部横置集箱9，上部横置集箱9通过连通管或导管回流水至锅筒17。

为了方便描述，上述主炉膛后屏膜式上集箱4以及燃尽室前下集箱5在本文中统称为集箱。上述连通管Ⅰ8-1和连通管Ⅱ8‐2统称为连通管。

由于上述集箱内置，所以不用炉膛后屏膜式上集箱4以及燃尽室前下集箱5穿出左侧膜式壁或者右侧膜式壁，避免了左侧膜式壁或者右侧膜式壁让管开孔的弊端。由于上述连通管Ⅰ8-1置于主炉膛前屏膜式壁1的顶棚管下面直接与内置的主炉膛后屏上集箱4和上部横置集箱9连接，无需穿过顶棚管，因此主炉膛前屏膜式壁1的顶棚排管无需做让管处理。

由于上述这些集箱内置内锅炉内，为了防止介质泄露出，所以在集箱的两端部焊接有盲板14，且密封好。为了保证焊接的牢固性及安全性，连通管与集箱之间的焊接位置要在盲板与集箱之间的焊接部位安全区域以外。

上述连通管Ⅰ8-1的中心到其靠近的左侧膜式壁10(或者右侧膜式壁15)的中心的距离L满足如下公式：

L＝Φ₁/2+δ+H+Φ₂/2

其中Φ₁为连通管直径；δ为可塑料厚度，优选的取值为50mm；H为可塑料到左侧膜式壁(或者右侧膜式壁)的排管的管外壁的距离，优选的H取值为10mm；Φ₂为左侧膜式壁(或者右侧膜式壁)的排管的管直径，优选的取值为60mm。

为了吸收连通管自身热膨胀，防止拉裂焊接管口，上述连通管Ⅰ8-1设置为弯制的连通管，其弯制角度与垂直线之间的夹角为α，该夹角α满足：10°≤α≤30°，此角度在满足弯管半径的前提条件下可调。

上述连通管Ⅰ8-1的外壁焊接若干抓钉12，该抓钉可以是耐热钢筋，也可以是其它耐热材料的型材。连通管的外壁包覆耐火耐磨可塑料13并通过该抓钉12固定。使用耐火耐磨可塑料，施工简单，不用磨具就可满足设计尺寸要求，且强度，耐火度强于一般耐火混凝土。

为了抓钉能够很好地固定连通管外壁包覆的耐火耐磨可塑料，在布置抓钉时，在连通管的圆周方向均匀布置多个抓钉，如4个抓钉，每个抓钉成90度夹角。在连通管的纵向方向，错列布置抓钉，且相邻列抓钉之间的间距为B，B优选的取值为50mm。通过合理布置抓钉，提高了可塑料包覆强度，避免可塑料脱落。

为了进一步使抓钉能够很好地固定连通管外壁包覆的耐火耐磨可塑料，抓钉的长度L小于可塑料的厚度δ，二者之间的关系满足：L＝δ‐n；该n为15至25mm，优选为20mm。这样有利于保护抓钉不被烧坏。

为了方便排出管路中水垢，在上述主炉膛后屏膜式上集箱4的最下部焊接有两组排污管11。其中一组排污管11的一端靠近主炉膛后屏膜式上集箱4的左侧，其另一端穿出尽燃室300的左侧膜式壁10；另一组排污管11的一端靠近主炉膛后屏膜式上集箱4的右侧，其另一端穿出尽燃室300的右侧膜式壁15。

上述排污管11的管径小于左侧膜式壁10和右侧膜式壁15相邻排管之间的鳍片宽度，如排污管11的管径为32mm，此管径较细，只需要分别在左侧膜式壁10和右侧膜式壁15相邻排管之间的鳍片上相应位置开32.5mm的圆孔即可穿过该排污管11，因此左侧膜式壁10和右侧膜式壁15无需做让管处理。

更进一步地，排污管11在炉膛内的部分，设有至少三个弯头，此结构的有益之处在于，左侧膜式壁10和右侧膜式壁15受热膨胀后向上或向下膨胀时不至于拉裂排污管11与膜式壁鳍片间的焊口，通过弯头就可吸收此膨胀量。排污管11与集箱之间的焊接位置在集箱的盲板焊接部位安全区域以外。

上述实施例的工作原理：

来自用户的回水经过省煤器后进入锅筒17，由与锅筒17连接的集中下降管16将温度较低的冷水通过管道输送到锅炉下面的集箱(燃尽室后下集箱6等)，通过连接在上集箱和下集箱之间的膜式壁吸收锅炉热量加热膜式壁内的水，最后加热后的水汇集到各自相连的上集箱中，再通过内部及外部连通管汇集到锅筒或集水集箱中，完成加热，最后供用户使用。

实施例二：

本发明提供一种多流程循环流化床锅炉，其包括主燃室100、副燃室200、燃尽室300；以及上述实施例一中的内置连通管的热水循环结构。所述主燃室100、副燃室200和燃尽室300的膜式壁通过所述内置连通管的热水循环结构进行热水循环。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不限定本发明。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (10)

1.一种内置连通管的热水循环结构，所述内置连通管的热水循环结构包括设置在锅炉上方的锅筒(17)，其特征在于，

所述锅筒(17)通过集中下降管(16)输送锅筒内的水到锅炉的主燃室(100)下部的主炉膛后屏下集箱中；

主炉膛后屏上集箱(4)内置在主燃室(100)的左侧膜式壁和右侧膜式壁之间；上部横置集箱(9)布置在副燃室(200)、燃尽室(300)上部的左侧膜式壁(10)和右侧膜式壁(15)之间；主炉膛后屏膜式壁设置在主炉膛后屏上集箱(4)和主炉膛后屏下集箱之间；

连通管Ⅰ(8‐1)为两组，位于主炉膛后屏上集箱(4)与上部横置集箱(9)之间，且一组靠近左侧膜式壁(10)的内侧布置，另一组靠近右侧膜式壁(15)的内侧布置；

上部横置集箱(9)通过导管回流水至锅筒(17)中。

2.根据权利要求1所述一种内置连通管的热水循环结构，其特征在于，所述内置连通管的热水循环结构还包括：

燃尽室前下集箱(5)、燃尽室后下集箱(6)和连通管Ⅱ(8‐2)；

燃尽室前下集箱(5)内置在副燃室(200)和燃尽室(300)的左侧膜式壁和右侧膜式壁之间；燃尽室后下集箱(6)布置在燃尽室(300)下部的左侧膜式壁和右侧膜式壁之间；

连通管Ⅱ(8‐2)为两组，位于燃尽室前下集箱(5)和燃尽室后下集箱(6)之间，且一组靠近左侧膜式壁的内侧布置，另一组靠近右侧膜式壁的内侧布置；

锅筒(17)通过集中下降管(16)输送锅筒内的热水到副燃室(200)、燃尽室(300)下部的燃尽室后下集箱(6)中；燃尽室后下集箱(6)的水依次通过连通管Ⅱ(8‐2)、燃尽室前下集箱(5)、燃尽室前屏膜式壁，回流到上部横置集箱(9)。

3.根据权利要求2所述一种内置连通管的热水循环结构，其特征在于，

所述连通管Ⅰ(8-1)和连通管Ⅱ(8‐2)为弯制的连通管。

4.根据权利要求3所述一种内置连通管的热水循环结构，其特征在于，

所述连通管Ⅰ(8-1)的弯制角度与垂直线之间的夹角为α，该夹角α满足：10°≤α≤30°。

5.根据权利要求2、3或4所述一种内置连通管的热水循环结构，其特征在于，

在所述连通管Ⅰ(8-1)和/或所述连通管Ⅱ(8‐2)的外壁上，焊有若干抓钉(12)，且包覆耐火耐磨可塑料(13)并通过所述抓钉(12)固定；所述抓钉(12)的长度L小于耐火耐磨可塑料的厚度δ。

6.根据权利要求5所述一种内置连通管的热水循环结构，其特征在于，

所述抓钉(12)均匀布置在连通管的圆周方向，并在连通管的纵向方向错列布置。

7.根据权利要求5所述一种内置连通管的热水循环结构，其特征在于，

在所述主炉膛后屏膜式上集箱(4)的最下部焊接有两组排污管(11)，其中一组排污管(11)的一端靠近主炉膛后屏膜式上集箱(4)的一侧，其另一端穿出尽燃室(300)的左侧膜式壁(10)；另一组排污管(11)的一端靠近主炉膛后屏膜式上集箱(4)的另一侧，其另一端穿出尽燃室(300)的右侧膜式壁(15)。

8.根据权利要求7所述一种内置连通管的热水循环结构，其特征在于，

所述排污管(11)的管径小于左侧膜式壁(10)和右侧膜式壁(15)相邻排管之间的鳍片宽度。

9.根据权利要求7所述一种内置连通管的热水循环结构，其特征在于，所述排污管(11)在炉膛内的部分，设有至少三个弯头。

10.一种多流程循环流化床锅炉，其特征在于，所述多流程循环流化床锅炉包括：

权利要求1至9任意一项所述的内置连通管的热水循环结构、主燃室(100)、副燃室(200)和燃尽室(300)；

所述主燃室(100)、副燃室(200)和燃尽室(300)的膜式壁通过所述内置连通管的热水循环结构进行热水循环。