CN107489999A - 一种双层布管两回程辐射段热采锅炉 - Google Patents

一种双层布管两回程辐射段热采锅炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双层布管两回程辐射段热采锅炉，包括上、下设置的对流段和辐射段，位于所述对流段和所述辐射段的一侧设置有分别与所述对流段和所述辐射段相连通的过渡段，所述对流段的顶部、位于与所述过渡段相对的另一侧设置有与所述对流段相连通的烟囱，所述辐射段的外部、位于与所述过渡段相对的另一侧设置有与所述辐射段相连通的燃烧器；所述辐射段采用圆形截面结构，所述辐射段内设置有环形双层两回程结构的辐射段管束。本发明通过对热采锅炉、对流段、辐射段结构的创新设计，解决海洋石油平台热采锅炉占地面积大、换热效率低，存在爆管危害的问题。

Description

一种双层布管两回程辐射段热采锅炉
技术领域
本发明涉及锅炉，特别涉及一种双层布管两回程辐射段热采锅炉。
背景技术
目前热采锅炉主要分为二种形式，即立式锅炉与卧式锅炉。这两种锅炉都可以进行热采作业。立式锅炉的炉膛较小，辐射段与对流段为立式结构，辐射段在下方，对流段位于辐射段上方，燃料油直接喷射在对流段迎火面上，用原油做燃料油时，燃料易雾化不充分，造成结焦；卧式锅炉炉膛水平放置，炉膛较长，燃料油可以充分雾化燃烧，但对流段水平方向置于炉膛尾部，占地面积大。
热采锅炉辐射段管束布置方法主要分为二种形式，即直管往复式与单管螺旋式。这两种布管，为单层间隙布管，方式简单，辐射换热面积较小，热量散失较多；直管往复辐射段采用单管直流式，辐射段入口与出口相邻，入口与出口温差大，易造成辐射段出口介质过热现象，引起爆管危害；单管螺旋式辐射段炉膛燃烧空间小，辐射段炉管与火焰直接接触，炉管整体处于蒸汽高温段，同样具有爆管潜在危害。
CB-A平台，采用的卧式锅炉进行的热采作业，辐射段结构为直流单管往复式，存在的问题是辐射段换热面积小，散热损失大，只能将辐射段体积增大以满足换热量要求。辐射段单撬重量达18吨，多数平台的吊机无法满足要求。
LD27-2平台A22井在热采作业时，采用的是立式锅炉，辐射段结构为单管螺旋式，存在的问题是，由于火焰直接接触炉管，蒸汽干度只能控制在60％，否则会有爆管危害。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种双层布管两回程辐射段热采锅炉，通过对热采锅炉、对流段、辐射段结构的创新设计，解决海洋石油平台热采锅炉占地面积大、换热效率低，存在爆管危害的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种双层布管两回程辐射段热采锅炉，包括上、下设置的对流段和辐射段，位于所述对流段和所述辐射段的一侧设置有分别与所述对流段和所述辐射段相连通的过渡段，所述对流段的顶部、位于与所述过渡段相对的另一侧设置有与所述对流段相连通的烟囱，所述辐射段的外部、位于与所述过渡段相对的另一侧设置有与所述辐射段相连通的燃烧器；所述辐射段采用圆形截面结构，所述辐射段内设置有环形双层两回程结构的辐射段管束。
所述辐射段管束沿纵剖面左右对称排列，所述辐射段的上部、位于设置所述燃烧器的一侧设置为所述辐射段管束的入水口，所述辐射段的下部、位于与所述过渡段相连通的一侧设置为所述辐射段管束的注汽出口。
所述辐射段管束包括若干根外层炉管和若干根内层炉管，所述外层炉管和所述内层炉管均沿圆周方向均匀布置，所述内层炉管位于所述外层炉管的内侧，并与所述外层炉管成错位排列；其中一根位于辐射段中心顶部的外层炉管与入水口相连通，其中一根位于辐射段中心底部的外层炉管与注汽出口相连通；一端与入水口相连通的外层炉管的另一端通过分流器分别与相邻左右的两根内层炉管相连通，一端与注汽出口相连通的外层炉管的另一端通过分流器分别与相邻左右的两根内层炉管相连通，其余外层炉管的两端分别通过弯头与相邻左右的两根内层炉管相连通，形成两条连通流道。
所述辐射段包括圆形截面结构的筒体，所述筒体的内壁上设置有保温层。
所述过渡段采用矩形截面结构；所述过渡段内不布置管束，以避免管束迎火面结焦；所述过渡段外侧下部设有清焦门。
所述对流段采用长方体形卧式结构，所述对流段内设置的对流段管束在垂直方向为整齐排列，在与烟气流向平行的水平方向成错位排列；所述对流段上部设有对流段盖板。
本发明的有益效果是：
1、本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉，辐射段采用圆截面结构，辐射段管束采用环形双层两回程设计，可以布置较多的辐射段管束，增加换热面积，减少占地；
2、本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉，设置有过渡段，过渡段不布置管束，可以避免管束迎火面结焦。
综上，本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉，可有效提高换热效率，散热损失小，与同吨位单层布管方式相比占地面积小，安全性能高，适用于海洋平台热采作业要求。
附图说明
图1：本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉主视结构示意图；
图2：本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉俯视结构示意图；
图3：本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉外形结构示意图；
图4：本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉烟气流程示意图；
图5：本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉左视结构示意图；
图6：本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉右视结构示意图；
图7：本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉的辐射段主视结构示意图；
图8：本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉的辐射段A-A剖面结构示意图；
图9：本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉的辐射段管卡布置示意图；
图10：本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉的辐射段左视结构示意图；
图11：本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉的辐射段I局部放大示意图；
图12：本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉的辐射段右视结构示意图；
图13：本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉的辐射段分流器主视结构示意图；
图14：本发明一种双层布管两回程辐射段热采锅炉的辐射段分流器左视结构示意图。
附图标注：1、燃烧器；2、辐射段；3、对流段；4、烟囱；5、对流段盖板；6、过渡段；7、清焦门；8、对流段管束；9、筒体；10、保温层；11、弯头；12、内层管管卡；13、外层管管卡；14、注汽出口；15、外层炉管；16、入水口；17、内层炉管；18、分流器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如附图1至图14所示，一种双层布管两回程辐射段热采锅炉，包括上、下设置的对流段3和辐射段2，位于所述对流段3和所述辐射段2的一侧设置有分别与所述对流段3和所述辐射段2相连通的过渡段6，所述对流段3的顶部、位于与所述过渡段6相对的另一侧设置有与所述对流段3相连通的烟囱4，所述辐射段2的外部、位于与所述过渡段6相对的另一侧设置有与所述辐射段2相连通的燃烧器1。
所述辐射段2采用圆形截面结构，包括圆形截面结构的筒体9，所述筒体9的内壁上设置有保温层10。所述辐射段2内设置辐射段管束，所述辐射段管束采用环形双层两回程结构，可以布置较多的辐射段管束，增加换热面积，减少占地。所述辐射段管束沿纵剖面左右对称排列，所述辐射段2的上部、位于设置所述燃烧器1的一侧设置为所述辐射段管束的入水口16，所述辐射段2的下部、位于与所述过渡段6相连通的一侧设置为所述辐射段管束的注汽出口14。所述辐射段管束包括若干根外层炉管15和若干根内层炉管17，所述外层炉管15和所述内层炉管17均沿圆周方向均匀布置，所述内层炉管17位于所述外层炉管15的内侧，并与所述外层炉管15成错位排列，所述外层炉管15和所述内层炉管17分别通过外层管管卡13和所述内层管管卡12固定在所述筒体9内，所述外层管管卡13和所述内层管管卡12一端通过焊接与所述筒体9相固定；其中一根位于辐射段2中心顶部的外层炉管15与入水口16相连通，其中一根位于辐射段2中心底部的外层炉管15与注汽出口14相连通；一端与入水口16相连通的外层炉管15的另一端通过分流器18分别与相邻左右的两根内层炉管17相连通，一端与注汽出口14相连通的外层炉管15的另一端通过分流器18分别与相邻左右的两根内层炉管17相连通，其余外层炉管15的两端分别通过弯头11与相邻左右的两根内层炉管17相连通，形成两条连通流道。水经入水口16进入外层炉管15，经分流器18进入相邻左右的两根内层炉管17，内层炉管17再经弯头11进入外层炉管15，外层炉管15又经弯头11进入内层炉管17，直至底部位于纵剖面左右两侧的两根内层炉管17经分流器18汇流至外层炉管15，从注汽出口14流出。
所述过渡段6采用矩形截面结构；所述过渡段6内不布置管束，以避免管束迎火面结焦，通常迎火面结焦是最严重的部分；所述过渡段6外侧下部设有清焦门7。
所述对流段3采用长方体形卧式结构，置于所述辐射段2上部；所述对流段3内设置的对流段管束8在垂直方向为整齐排列，在与烟气流向平行的水平方向成错位排列；所述对流段3上部设有对流段盖板5。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双层布管两回程辐射段热采锅炉，包括上、下设置的对流段和辐射段，其特征在于，位于所述对流段和所述辐射段的一侧设置有分别与所述对流段和所述辐射段相连通的过渡段，所述对流段的顶部、位于与所述过渡段相对的另一侧设置有与所述对流段相连通的烟囱，所述辐射段的外部、位于与所述过渡段相对的另一侧设置有与所述辐射段相连通的燃烧器；所述辐射段采用圆形截面结构，所述辐射段内设置有环形双层两回程结构的辐射段管束。
2.根据权利要求1所述的一种双层布管两回程辐射段热采锅炉，其特征在于，所述辐射段管束沿纵剖面左右对称排列，所述辐射段的上部、位于设置所述燃烧器的一侧设置为所述辐射段管束的入水口，所述辐射段的下部、位于与所述过渡段相连通的一侧设置为所述辐射段管束的注汽出口。
3.根据权利要求1所述的一种双层布管两回程辐射段热采锅炉，其特征在于，所述辐射段管束包括若干根外层炉管和若干根内层炉管，所述外层炉管和所述内层炉管均沿圆周方向均匀布置，所述内层炉管位于所述外层炉管的内侧，并与所述外层炉管成错位排列；其中一根位于辐射段中心顶部的外层炉管与入水口相连通，其中一根位于辐射段中心底部的外层炉管与注汽出口相连通；一端与入水口相连通的外层炉管的另一端通过分流器分别与相邻左右的两根内层炉管相连通，一端与注汽出口相连通的外层炉管的另一端通过分流器分别与相邻左右的两根内层炉管相连通，其余外层炉管的两端分别通过弯头与相邻左右的两根内层炉管相连通，形成两条连通流道。
4.根据权利要求1所述的一种双层布管两回程辐射段热采锅炉，其特征在于，所述辐射段包括圆形截面结构的筒体，所述筒体的内壁上设置有保温层。
5.根据权利要求1所述的一种双层布管两回程辐射段热采锅炉，其特征在于，所述过渡段采用矩形截面结构；所述过渡段内不布置管束，以避免管束迎火面结焦；所述过渡段外侧下部设有清焦门。
6.根据权利要求1所述的一种双层布管两回程辐射段热采锅炉，其特征在于，所述对流段采用长方体形卧式结构，所述对流段内设置的对流段管束在垂直方向为整齐排列，在与烟气流向平行的水平方向成错位排列；所述对流段上部设有对流段盖板。
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