CN105910094B - 燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉 - Google Patents

燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉，主要由第一熔盐槽、第二熔盐槽、保温层、燃烧腔、燃烧机、空气预热回收器、烟囱、余热回收水箱、高压柱塞泵、蒸汽盘管、分汽缸、蒸汽发生器主体和高压喷雾装置组成。本发明优点是：1.本发明采用喷射汽雾给水，扩大热交换面积，提高了热效率。2.本发明蒸汽温度及压力可调节；无水垢，增加设备使用寿命；无锅炉废水，大量节约水资源。3.余热回收利用完全。

Description

燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉
技术领域
本发明属一种锅炉、蒸汽发生器。具体是燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉。
背景技术
全世界一直以来都在研究如何提高锅炉体的热效率，来节约自然资源，一般都是对制造的材料、燃料的进入方式等进行的研究，然后逐步产生了亚临界、超临界、超超临界的锅炉，但是没有突破过锅炉的基本构造和蒸汽给水的方式，目前还是停留在传统的加热模式及水煮气泡的产汽模式的状态下。
传统锅炉体积庞大结构繁杂，蒸汽的给水方式落后，锅炉启动和关闭耗能大、操作复杂时间长、导热介质选择和应用不合理、对热能产生的理解简单而不能从各种理论运用到实践上突破原来传统的构造和运行模式，蒸汽的产生过程不符合现代社会各门科学交叉应用、各种原理综合运用的科技发展状况；本发明在恒温介质、恒温方法、蒸汽生产及余热回收上进行技术升级。
发明内容：
本发明为了克服现有技术的不足提供一种燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉。
本发明用熔盐作为传热介质传热到喷入的水雾来控制蒸汽的温度，提高和降低蒸汽温度与熔盐温度相关与蒸汽压力没有必然的相应关系。
本发明解决上百年传统锅炉的给水模式落后、产汽模式落后、热载体炉直接加热导热介质管道、导热介质热能损耗大、导热介质用量多、余热回收不完全、蒸汽质量差、锅炉设备体积庞大、耗材浪费等问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：
超临界燃气燃油熔盐锅炉由膨胀槽、第一熔盐槽、第二熔盐槽、第一熔盐导管、第二熔盐导管、保温层、燃烧腔、烟气腔、燃烧机、烟气管道、空气预热回收器、热风管道、烟囱、燃料进口管道、余热回收水箱、给水管、高压柱塞泵、蒸汽盘管、蒸汽盘管的进口、蒸汽盘管的出口、蒸汽管道、分汽缸、进水管、蒸汽发生器主体、第一高压喷雾装置和第二高压喷雾装置组成。
1.各部件的结构如下：
1)所述膨胀槽为空罐体，内装膨胀后的熔盐。
2)所述第一熔盐槽为空筒体，筒体壁内有槽，槽内盛装熔盐。
3)所述第二熔盐槽为空心圆环筒体，圆环筒体壁内有槽，槽内盛装熔盐，圆环筒体壁上设有数根带弯头的第一熔盐导管，环绕于环内排列，环外设有数根第二熔盐导管。
4)所述燃烧机设有燃气燃油进口管道；
5)所述蒸汽盘管，为螺旋状盘管道，由六条管盘旋而成。
6)所述蒸汽发生器主体为圆筒体，内设有第一高压喷雾装置和第二高压喷雾装置。
7)所述空气预热回收器为列管热交换器，设有出风口、进风口、进烟口、进烟口，列管外为热风，列管内为烟气。
8)所述余热回收水箱为列管热交换器，设有进水口、出水口、进烟口、进烟口；列管外为水，列管内为烟气。
9)分汽缸为筒体，设有设有蒸汽进口和蒸汽出口。
2)各部件的连接方式如下：
1)所述保温层内有第一熔盐槽、第二熔盐槽、燃烧腔、烟气腔、第一熔盐导管、第二熔盐导管、蒸汽盘管、汽发生器主体；
2)所述膨胀槽通过管道与第一熔盐槽连通。
3)所述第二熔盐槽内壁装有数根带弯头的第一熔盐导管，其两端分别插入第一熔盐槽和第二熔盐槽内；第二熔盐槽环外的第二熔盐导管，其两端分别插入第一熔盐槽和第二熔盐槽内。
4)所述燃烧腔位于第二熔盐槽圆环筒中间，
5)所述燃烧机的入口与燃气燃油进口管道连接，出口穿过保温层进入燃烧腔内；
6)所述空气预热回收器的进风口吸入空气，出风口通过热风管道与燃烧机的进风口连接。
7)所述烟气腔通过烟气管道与空气预热回收器进烟口连接。空气预热回收器出烟口通过管道与余热回收水箱进烟口连接；余热回收水箱出烟口与烟囱连接。
8)所述余热回收水箱的进水口与进水管连接、出水口与给水管的入口连接，给水管的出口与高压柱塞泵的入口连接，高压柱塞泵的出口分别与蒸汽发生器主体内的第一高压喷雾装置和第二高压喷雾装置连接；
9)所述蒸汽盘管先盘旋入第二熔盐槽内，再盘旋入第一熔盐槽内；所述蒸汽盘管的进口与蒸汽发生器主体连接；所述蒸汽盘管的出口并联后通过蒸汽管道与分汽缸的蒸汽进口连接。
10)所述分汽缸的蒸汽出口与用户连接。
上述蒸汽发生器主体内装有第一高压喷雾装置和第二高压喷雾装置。
上述蒸汽发生器主体设置在第一熔盐槽内。
本发明的优点：
1.本发明采用喷射汽雾给水，扩大热交换面积，提高了热效率；进入汽雾与管道热量温差发生汽爆产生动力效应增加汽体膨胀，快速产生蒸汽。产生蒸汽由熔盐加热，蒸汽的温度不受蒸汽压力的限制，随熔盐的温度而相应变化，蒸汽的温度是超临界温度。
2.本发明直接生产过热蒸汽；蒸汽温度及压力可调节；无水垢，增加设备使用寿命；无锅炉废水，大量节约水资源。
3.第一熔盐槽和第二熔盐槽熔盐产生温差进行自动对流，且没有闪点增加安全性。
4.余热回收利用完全。
附图说明
图1是本发明燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉结构示意图。
图中：膨胀槽1-1，第一熔盐槽1-2，第二熔盐槽1-3，第一熔盐导管1-4，第二熔盐导管1-5，保温层1-6，燃烧腔2-1，烟气腔2-2，燃烧机2-3，烟气管道2-4，空气预热回收器2-5，热风管道2-6，烟囱2-7，燃料进口管道2-8，余热回收水箱3-1，给水管3-2，高压柱塞泵3-3，蒸汽盘管3-4-5-6-7-8-9，蒸汽盘管的进口3-4-5-6-7-8-9-1，蒸汽盘管的出口3-4-5-6-7-8-9-2，蒸汽管道3-10，分汽缸3-11，进水管3-12，蒸汽发生器主体4-1。
图2是本发明燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉中第二熔盐槽内部蒸汽盘管结构示意图。
图中：第一熔盐槽1-2，第二熔盐槽1-3，第一熔盐导管1-4，第二熔盐导管1-5，蒸汽盘管3-4-5-6-7-8-9，蒸汽盘管3-4-5-6-7-8-9的进口3-4-5-6-7-8-9-1，蒸汽发生器主体4-1。
图3是本发明燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉中第一熔盐槽内部蒸汽盘管结构示意图。
图中：第一熔盐槽1-2，第二熔盐槽1-3，第一熔盐导管1-4，第二熔盐导管1-5，蒸汽盘管3-4-5-6-7-8-9、蒸汽盘管的出口3-4-5-6-7-8-9-2、蒸汽管道3-10、蒸汽发生器主体4-1。
图4是本发明燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉中熔盐槽结构俯视图。
图中：第一熔盐槽1-2、第二熔盐槽1-3、第一熔盐导管1-4、第二熔盐导管1-5、蒸汽盘管的进口3-4-5-6-7-8-9-1。
图5是本发明燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉中蒸汽发生器结构示意图。
图中：高压柱塞泵3-3、蒸汽盘管的进口3-4-5-6-7-8-9-1、蒸汽发生器主体4-1、第一高压喷雾装置4-2、第二高压喷雾装置4-3。
具体实施方式
本发明是运用了全新结构的燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉，主体为熔盐槽，熔盐槽内设计有蒸汽盘管。使用熔盐作为对流内循环导热介质，传输热能与蓄能恒温，且可以避免受热管道内外两面出现温差过大的情况，大幅延长了设备的使用寿命；采用喷雾汽爆产汽模式，将水高压雾化后送入高温的蒸汽盘管中，极大地提高热交换面积，汽雾在管程中汽爆膨胀，产生大量内能，极速产生蒸汽；连续注水，系统一直处于加热少量水的状态，避免大量热能浪费，也不会有锅炉废水产生；在加热的管程中，汽雾先转换为饱和蒸汽，再继续受热转换为过热蒸汽；蒸汽的温度可经过熔盐的温度进行控制，蒸汽的压力可通过机械泵压进行控制，点射产汽压力波动平稳；由于系统中以高压喷雾的形式产生蒸汽，管道中为高压高速流动状态，水垢跟随蒸汽排出，因此不会在管道金属面结水垢；系统中的烟气余热回收分别利用于燃烧机的空气助燃与换热产汽使用的水。
传统锅炉存在给水模式落后、产汽模式落后、热载体炉直接加热导热介质管道、导热介质热能损耗大、导热介质用量多、余热回收不完全、蒸汽质量差、锅炉设备体积庞大、耗材浪费等问题。本发明提供了一种余热回收一体、熔盐槽式恒温、双向余热回收、热交换直接快捷、即时可以开启和关闭、热能输送温度稳定、热损耗小、喷射汽雾给水、汽爆膨胀产生蒸汽、制造耗材少、设备占地面积小、可应用于热电联产的超临界燃气燃油熔盐锅炉。
下面结合附图和具体实施对本发明作进一步描述：
燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉结构如图1、图2、图3、图4、图5所示，燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉由膨胀槽1-1、第一熔盐槽1-2、第二熔盐槽1-3、第一熔盐导管1-4、第二熔盐导管1-5、保温层1-6、燃烧腔2-1、烟气腔2-2、燃烧机2-3、烟气管道2-4、空气预热回收器2-5、热风管道2-6、烟囱2-7、燃料进口管道2-8、余热回收水箱3-1、给水管3-2、高压柱塞泵3-3、蒸汽盘管3-4-5-6-7-8-9、蒸汽盘管的进口3-4-5-6-7-8-9-1、蒸汽盘管的出口3-4-5-6-7-8-9-2、蒸汽管道3-10、分汽缸3-11、进水管3-12、蒸汽发生器主体4-1、第一高压喷雾装置4-2和第二高压喷雾装置4-3组成。
1.各部件的结构如下：
1)所述膨胀槽1-1为空罐体，内装膨胀后的熔盐。
2)所述第一熔盐槽1-2为空筒体，筒体壁内有槽，槽内盛装熔盐。
3)所述第二熔盐槽1-2为空心圆环筒体，圆环筒体壁内有槽，槽内盛装熔盐，圆环筒体壁上设有数根带弯头的第一熔盐导管1-4，环绕于环内排列，环外设有数根第二熔盐导管1-5。
4)所述燃烧机2-3设有燃气燃油进口管道2-8；
5)所述蒸汽盘管3-4-5-6-7-8-9，为螺旋状盘管道，由六条管盘旋而成。
6)所述蒸汽发生器主体4-1为圆筒体，内设有第一高压喷雾装置4-2和第二高压喷雾装置4-3。如图5所示。
7)所述空气预热回收器2-5为列管热交换器，设有出风口、进风口、进烟口、进烟口，列管外为热风，列管内为烟气。
8)所述余热回收水箱3-1为列管热交换器，设有进水口、出水口、进烟口、进烟口；列管外为水，列管内为烟气。
9)分汽缸3-11为筒体，设有设有蒸汽进口和蒸汽出口。
2)各部件的连接方式如下：
1)所述保温层1-6内有第一熔盐槽1-2、第二熔盐槽1-3、燃烧腔2-1、烟气腔2-2、第一熔盐导管1-4、第二熔盐导管1-5、蒸汽盘管3-4-5-6-7-8-9、汽发生器主体4-1。
2)所述膨胀槽1-1通过管道与第一熔盐槽1-2连通。
3)所述第二熔盐槽1-3内壁装有数根带弯头的第一熔盐导管1-4，其两端分别插入第一熔盐槽1-2和第二熔盐槽1-3内；第二熔盐槽1-3环外的第二熔盐导管1-5，其两端分别插入第一熔盐槽1-2和第二熔盐槽1-3内。
4)所述燃烧腔2-1位于第二熔盐槽1-3圆环筒中间。
5)所述燃烧机2-3的入口与燃气燃油进口管道2-8连接，出口穿过保温层1-6进入燃烧腔2-1内。
6)所述空气预热回收器2-5的进风口吸入空气，出风口通过热风管道2-6与燃烧机2-3的进风口连接。
7)所述烟气腔2-2通过烟气管道2-4与空气预热回收器2-5进烟口连接。空气预热回收器2-5出烟口通过管道与余热回收水箱3-1进烟口连接；余热回收水箱3-1出烟口与烟囱2-7连接。
8)所述余热回收水箱3-1的进水口与进水管3-12连接、出水口与给水管3-2的入口连接，给水管3-2的出口与高压柱塞泵3-3的入口连接，高压柱塞泵3-3的出口分别与内的第一高压喷雾装置4-2和第二高压喷雾装置4-3连接；
9)所述蒸汽盘管3-4-5-6-7-8-9先盘旋入第二熔盐槽1-3内，再盘旋入第一熔盐槽1-2内；所述蒸汽盘管的进口3-4-5-6-7-8-9-1与蒸汽发生器主体4-1连接；所述蒸汽盘管的出口3-4-5-6-7-8-9-2并联后通过蒸汽管道3-10与分汽缸3-11的蒸汽进口连接。
10)所述分汽缸3-11的蒸汽出口与用户连接。
上述蒸汽发生器主体4-1内装有第一高压喷雾装置4-2和第二高压喷雾装置4-3，如图5所示。
上述蒸汽发生器主体4-1设置在第一熔盐槽1-2内。
实施本发明时：
将熔盐加热至熔化后注入膨胀槽1-1、熔盐通过管道进入第一熔盐槽1-2、再通过第一熔盐导管1-4、第二熔盐导管1-5进入第二熔盐槽1-3，使用燃烧机2-3将熔盐加热至设定工况温度，被加热的熔盐由于第一熔盐槽1-2和第二熔盐槽1-3温差原因，会通过第一熔盐导管1-4、第二熔盐导管1-5在第一熔盐槽1-2与第二熔盐槽1-3内进行对流循环；燃烧室2-1内产生的烟气进入烟气腔2-2后，从烟气管道2-4进入空气预热回收器2-5的烟气进口在列管内与列管外的空气热交换后，空气预热回收器2-5的热空气通过热风管2-6进入燃烧机2-3的进风口，烟气的热量提供燃烧机助燃效果。空气预热回收器2-5的烟气进口在列管内与列管外的空气热交换后的烟气，从烟气出口进入余热回收水箱3-1的烟气进口在列管内与列管外从给水管3-12来的冷水热交换后，热水从出水口通过给水管3-2进入高压柱塞泵3-3；最后烟气从烟囱2-7排出。
当熔盐达到设定的工况温度时，开启高压柱塞泵3-3，高压柱塞泵3-3将余热回收水箱3-1中的热水注入到蒸汽气发生器主体4-1内，热水经过蒸汽发生器主体4-1内的高压喷雾装置4-2、4-3时形成水雾，水雾先后进入第二熔盐槽1-3内和第一熔盐槽1-2内的蒸汽盘管3-4-5-6-7-8-9，在此过程中水雾受热快速形成过热蒸汽，过热蒸汽从管道3-10最终进入分汽缸3-11并提供给用户端使用。
本发明彻底的改革了传统锅炉的构造以及产汽方式；采用喷射汽雾给水加快了水的换热速度、槽体灌注熔盐管道进入汽雾的技术、汽爆膨胀产汽提高产汽的速度以及增加蒸汽的对流换热速度；使设备传热均匀延长了管道使用寿命并提高了蒸汽质量，采用余热气、水双向直接回收技术，提高了设备的热效率。

Claims (3)

1.燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉，其特征在于：由膨胀槽(1-1)、第一熔盐槽(1-2)、第二熔盐槽(1-3)、第一熔盐导管(1-4)、第二熔盐导管(1-5)、保温层(1-6)、燃烧腔(2-1)、烟气腔(2-2)、燃烧机(2-3)、烟气管道(2-4)、空气预热回收器(2-5)、热风管道(2-6)、烟囱(2-7)、燃气燃油进口管道(2-8)、余热回收水箱(3-1)、给水管(3-2)、高压柱塞泵(3-3)、蒸汽盘管(3-4-5-6-7-8-9)、蒸汽盘管的进口(3-4-5-6-7-8-9-1)、蒸汽盘管的出口(3-4-5-6-7-8-9-2)、蒸汽管道(3-10)、分汽缸(3-11)、进水管(3-12)、蒸汽发生器主体(4-1)、第一高压喷雾装置(4-2)和第二高压喷雾装置(4-3)组成：
1)各部件的结构如下：
1.1)所述膨胀槽(1-1)为空罐体，内装膨胀后的熔盐；
1.2)所述第一熔盐槽(1-2)为空筒体，筒体壁内有槽，槽内盛装熔盐；
1.3)所述第二熔盐槽(1-2)为空心圆环筒体，圆环筒体壁内有槽，槽内盛装熔盐，圆环筒体壁上设有数根带弯头的第一熔盐导管(1-4)，环绕于环内排列，环外设有数根第二熔盐导管(1-5)；
1.4)所述燃烧机(2-3)设有燃气燃油进口管道(2-8)和进风口；
1.5)所述蒸汽盘管(3-4-5-6-7-8-9)，为螺旋状盘管道，由六条管盘旋而成；
1.6)所述蒸汽发生器主体(4-1)为圆筒体，内设有第一高压喷雾装置(4-2)和第二高压喷雾装置(4-3)；
1.7)所述空气预热回收器(2-5)为列管热交换器，设有出风口、进风口、进烟口、进烟口，列管外为热风，列管内为烟气；
1.8)所述余热回收水箱(3-1)为列管热交换器，设有进水口、出水口、进烟口、进烟口；列管外为水，列管内为烟气；
1.9)分汽缸(3-11)为筒体，设有设有蒸汽进口和蒸汽出口；
2)各部件的连接方式如下：
2.1)所述保温层(1-6)内有第一熔盐槽(1-2)、第二熔盐槽(1-3)、燃烧腔(2-1)、烟气腔(2-2)、第一熔盐导管(1-4)、第二熔盐导管(1-5)、蒸汽盘管(3-4-5-6-7-8-9)、汽发生器主体(4-1)；
2.2)所述膨胀槽(1-1)通过管道与第一熔盐槽(1-2)连通；
2.3)所述第二熔盐槽(1-3)内壁装有数根带弯头的第一熔盐导管(1-4)，其两端分别插入第一熔盐槽(1-2)和第二熔盐槽(1-3)内；第二熔盐槽(1-3)环外的第二熔盐导管(1-5)，其两端分别插入第一熔盐槽(1-2)和第二熔盐槽(1-3)内；
2.4)所述燃烧腔(2-1)位于第二熔盐槽(1-3)圆环筒中间，
2.5)所述燃烧机(2-3)的入口与燃气燃油进口管道(2-8)连接，出口穿过保温层(1-6)进入燃烧腔(2-1)内；
2.6)所述空气预热回收器(2-5)的进风口吸入空气，出风口通过热风管道(2-6)与燃烧机(2-3)的进风口连接；
2.7)所述烟气腔(2-2)通过烟气管道(2-4)与空气预热回收器(2-5)进烟口连接；空气预热回收器(2-5)出烟口通过管道与余热回收水箱(3-1)进烟口连接；余热回收水箱(3-1)出烟口与烟囱(2-7)连接；
2.8)所述余热回收水箱(3-1)的进水口与进水管(3-12)连接、出水口与给水管(3-2)的入口连接，给水管(3-2)的出口与高压柱塞泵(3-3)的入口连接，高压柱塞泵(3-3)的出口分别与第一高压喷雾装置(4-2)和第二高压喷雾装置(4-3)连接；
2.9)所述蒸汽盘管(3-4-5-6-7-8-9)先盘旋入第二熔盐槽(1-3)内，再盘旋入第一熔盐槽(1-2)内；所述蒸汽盘管的进口(3-4-5-6-7-8-9-1)与蒸汽发生器主体(4-1)连接；所述蒸汽盘管的出口(3-4-5-6-7-8-9-2)并联后通过蒸汽管道(3-10)与分汽缸(3-11)的蒸汽进口连接；
2.10)所述分汽缸(3-11)的蒸汽出口与用户连接。
2.根据权利要求1所述的燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉，其特征在于：所述蒸汽发生器主体(4-1)内装有第一高压喷雾装置(4-2)和第二高压喷雾装置(4-3)。
3.根据权利要求1所述的燃气燃油、熔盐一体化蒸汽锅炉，其特征在于：所述蒸汽发生器主体(4-1)设置在第一熔盐槽(1-2)内。
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