CN107726622A - 一种供热装置供应热水和/或蒸汽的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种供热装置供应热水和/或蒸汽的方法，该方法包括以下步骤：（一）通过该加热装置加热该炉体，使得该高沸点液体层升温至其接近沸点的温度；（二）从该进水管输入水，通过被加热的该螺旋盘管加热该螺旋盘管内的水，通过控制水的输入压力、速度、该螺旋盘管的直径大小、以及在该水汽输出管上设置一控制阀控制该螺旋盘管内的压强、流出速度，使得该螺旋盘管内的水被加热后以热水的形态输出，或蒸汽的形态输出，或热水和蒸汽两种形态分别输出。本发明具有单独供应热水、蒸汽，也可同时供应热水和蒸汽的优点。

Description

一种供热装置供应热水和/或蒸汽的方法

技术领域

本发明涉及一种供热装置供热的方法，更具体地涉及一种能够供应热水或蒸汽的方法或者同时供应热水和蒸汽的方法。

背景技术

锅炉是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。

水冷壁是锅炉主要的辐射蒸发受热面，一般分为管式水冷壁和膜式水冷壁两种。大容量高温高压锅炉一般均采用膜式水冷壁，小容量中、低压锅炉多采用光管式水冷壁。

水冷壁的主要作用是：A.吸收炉膛内的高温辐射热量以产生蒸汽，并使烟气得到冷却，以使对流烟道的烟气温度降低到不结渣的温度；B.膜式水冷壁对炉墙的保护作用最为彻底，使炉墙可以用保温材料而不用耐火材料，从而炉墙结构可以做得轻一些、薄一些；C.在蒸发同样多水的情况下，采用水冷壁比采用对流管束节省钢材。

现有的膜式水冷壁是把许多根鳍片直管沿纵向依次焊接起来（主要有管子加焊扁钢和由扎制的肋管拼焊两种形式），组成一个整块的水冷壁受热面组件。每一组件安装时，组与组间再用焊接密封，使炉膛四周被一层整块的水冷壁膜片严密地包围起来。

这种直管纵向焊接的膜式水冷壁具有诸多缺陷：直管内水汽单向流动过于平顺，换热强度低，且多管并列不便于实现强制循环流动；其体积较大，结构不够紧凑，无法很好地适用于中、小锅炉；直管形炉膛内壁使火焰或烟气等热源不便形成对管壁的横向冲刷，换热效率较低；直管形膜式壁炉板一般比较适合焊成长方体炉膛结构，造成了火焰、烟气的辐射和流动的直角死角，显著降低换热效率，炉膛安装前需要额外的焊接拼装程序，增加了安装工作量；直管形膜式壁炉板结构强度不理想，需要配置大型号钢架支撑才能构成炉膛；直管形膜式壁在热胀冷缩的变形量较大、热应力较大。

发明内容

鉴于现有技术的缺陷，本发明之发明人提出一种供热装置供应热水和/或蒸汽的方法，以解决现有技术存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种供热装置供应热水和/或蒸汽的方法，该供热装置包括：一油仓筒体，一炉体，一进水管，一水汽输出管；该炉体包括一炉膛；该炉膛包括一螺旋盘管、一螺旋密封板，该螺旋盘管每圈螺旋之间的夹缝用该螺旋密封板焊接起来，籍以组成完整的圆筒形的膜式壁炉膛；该炉体置于该油仓筒体内，该油仓筒体和该炉体之间形成一夹套空间，该夹套空间内有一高沸点液体层，该高沸点液体层与该油仓筒体顶部之间形成一空气仓，该油仓筒体顶部开设有使该空气仓与外界相通的通气孔，该炉体设有加热装置，该进水管与该螺旋盘管的一端连接，该水汽输出管与该螺旋盘管的另一端连接；该方法包括以下步骤：

（一）通过该加热装置加热该炉体，使得该高沸点液体层升温至其接近沸点的温度；

（二）从该进水管输入水，通过被加热的该螺旋盘管加热该螺旋盘管内的水，通过控制水的输入压力、速度、该螺旋盘管的直径大小、以及在该水汽输出管上设置一控制阀控制该螺旋盘管内的压强、流出速度，使得该螺旋盘管内的水被加热后以热水、蒸汽或二者结合的形态输出。

本发明的上述供应热水和/或蒸汽的方法优选方案之一：该供热装置还包括一气液循环系统，该方法还包括以下步骤：通过该气液循环系统将该高沸点液体层气化后的蒸气泵入该高沸点液体层。

本发明的上述供应热水和/或蒸汽的方法优选方案之一：该加热装置是燃烧装置、化学能加热装置、高温烟气加热装置中的一种或几种。

本发明的上述供应热水和/或蒸汽的方法优选方案之一：该高沸点液体层的沸点为340℃。

本发明的上述供应热水和/或蒸汽的方法优选方案之一：该高沸点液体层由一种高沸点液体载能介质构成。

本发明的上述供应热水和/或蒸汽的方法优选方案之一：该炉体还包括两端板，两端板焊接在该炉膛的两端，籍以形成完整的螺旋盘管膜式壁炉体。

本发明的供热装置供应热水和/或蒸汽的方法具有以下有益效果：

1.炉体的螺旋盘管内水汽流动方式独特，换热强度极大提高。螺旋盘管结构便于实现强制循环流动；在离心力、重力以及强制循环推力的多重作用下，螺旋盘管内水汽形成有相变的、不规则的强烈紊流，换热强度大大增强。

2.炉体的螺旋盘管膜式壁体积小、结构紧凑，且由于可以使螺旋盘管内介质强制循环并直接得到炉膛高温热量，因此可以使中、小锅炉也能方便地用上膜式水冷壁。

3.炉体内壁构成环形波纹状炉膛，使火焰和烟气形成对波纹壁面的横向冲刷，与螺旋盘管内水汽流动方向交叉，有效地强化了炉膛换热。

4.螺旋盘管膜式壁构成的圆筒形炉膛结构，消除了火焰、烟气的辐射和流动的死角，显著提高换热效率。

5.实现了炉体结构的整体一体化，减少了安装工作量。

6.炉膛壁的波纹形结构，比直管形膜式壁结构更坚固，安全性更好。

7.螺旋盘管可以设一对进出口，也可以设多个进口（或出口）；多个进口（或出口）可以采用与集箱连接方式，使得每个进口（或出口）并联，从而可以使机组实现较大的供热生产能力。

附图说明

图1为本发明实施例1中螺旋盘管膜式壁炉膛结构示意图；

图2为本发明实施例2中螺旋盘管膜式壁炉体示意图；

图3为本发明实施例3中供热装置的结构示意图。

附图标记说明：

油仓筒体1、供热装置100、螺旋盘管膜式壁炉体2、螺旋盘管膜式壁炉膛20、螺旋盘管201、螺旋密封板202、进水管3、水汽输出管4、夹套空间5、高沸点液体层6、空气仓7、高温烟气加热装置8、气液循环系统9。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案、积极效果更加清楚明白，通过以下实施例对本发明进行进一步详细说明。以下对于具体实施方案的描述仅用于解释本发明，并不限定本发明。

实施例1

如图1所示的一种螺旋盘管膜式壁炉膛，其包括：一螺旋盘管201，一螺旋密封板202，该螺旋盘管201每圈螺旋之间的夹缝用该螺旋密封板202焊接起来，籍以组成完整的圆筒形的膜式壁炉膛20。

实施例2

一种螺旋盘管膜式壁炉体，其具备实施例1中的螺旋盘管膜式壁炉膛20，在该螺旋盘管膜式壁炉膛20的两端焊接端板（图中未示出），籍以形成完整的螺旋盘管膜式壁炉体2。

实施例2的炉体方便使用的，最简洁的应用比如通过端板向螺旋盘管膜式壁炉体2的炉膛20内输入热量，比如说输入高温烟气，并从螺旋盘管201的一端冷水口输入冷水，高温烟气横向冲刷波纹炉膛内壁，将冷水加热为热水或蒸汽并从螺旋盘管201的另一端热水出口（或蒸汽出口）输出。在上述应用中，螺旋盘管201内被加热的水大大降低了炉膛温度，因此无需砌筑炉墙，只需在膛体外直接敷设保温材料即可，不仅大大减轻了炉体重量，还可以做到大大减少炉墙散热损失。

实施例3

如图3所示的一种供热装置100，其包括：一油仓筒体1，一具备实施例2中的螺旋盘管膜式壁炉体2，一进水管3，一水汽输出管4，一气液循环系统9，其中螺旋盘管膜式壁炉体2包括一炉膛20，炉膛20包括一螺旋盘管201，一螺旋密封板202，螺旋盘管201每圈螺旋之间的夹缝用螺旋密封板202焊接起来，在该炉膛20的两端焊接有端板（图中未示出），炉体2置于该油仓筒体1内，油仓筒体1和炉体2之间形成一夹套空间5，夹套空间5内有一高沸点液体层6，高沸点液体层6由一沸点为340℃的高沸点液体载能介质构成，高沸点液体层6与油仓筒体1顶部之间形成一空气仓7，油仓筒体1顶部开设有使空气仓7与外界相通的通气孔（图中未示出），炉体2设有高温烟气加热装置8，进水管3与螺旋盘管201的一端连接，水汽输出管4与螺旋盘管201的另一端连接，气液循环系统9将高沸点液体层6气化后的蒸气泵入高沸点液体层6。

实施例4

一种利用实施例3的供热装置100供应热水的方法，该方法包括如下步骤：

（一）通过高温烟气加热装置8加热炉体2，使得高沸点液体层6升温至接近其沸点340℃的温度；

（二）从进水管3输入水，通过被加热的螺旋盘管201加热螺旋盘管201内的水，通过控制水的输入压力、速度、螺旋盘管201的直径大小、以及在水汽输出管4上设置一控制阀控制螺旋盘管201内的压强、流出速度，使得螺旋盘管201内的水被加热后以热水的形态输出；

（三）通过气液循环系统9将高沸点液体层6气化后的蒸气泵入高沸点液体层6。

在本实施例方法的实施过程中，通过高温烟气加热装置8加热炉体2，使得螺旋盘管201内的水得到加热，也使得螺旋密封板202外侧的高沸点液体层6被加热升温；从进水管3输入水，螺旋盘管201内的水(或水汽)被螺旋盘管201内筒侧迎火面热源（高温烟气）加热、同时也被螺旋盘管201外筒侧的高沸点液体层6加热，当加热到螺旋盘管201内的水汽温度与高沸点液体层6温度相同时，二者之间等温不交换热量；当水汽温度高于高沸点液体层6时，高沸点液体层6向水汽吸热，从而制约水汽超温；通过控制高温烟气加热装置发热（或燃烧）强度，可以控制高沸点液体层6温度和蒸汽（或水）的温度；通过控制水的输入压力、速度、螺旋盘管201的直径大小、以及在水汽输出管4上控制螺旋盘管201内的压强、流出速度，使得螺旋盘管201内的水被加热后以所需参数（可达螺旋盘管201设计工作压力对应的压力和温度）输出热水。

实施例5

一种利用实施例3的供热装置100供应蒸汽的方法，该方法包括如下步骤：

（一）通过高温烟气加热装置加热炉体2，使得高沸点液体层6升温至接近其沸点340℃的温度；

（二）从进水管3输入水，通过被加热的螺旋盘管201加热螺旋盘管201内的水，通过控制水的输入压力、速度、螺旋盘管201的直径大小、以及在水汽输出管4上设置一控制阀控制该螺旋盘管内的压强、流出速度，使得螺旋盘管201内的水被加热后以蒸汽的形态输出。

（三）通过气液循环系统9将高沸点液体层6气化后的蒸气泵入高沸点液体层6。

在本实施例方法的实施过程中，通过高温烟气加热装置8加热炉体2，使得螺旋盘管201内的水得到加热，也使得螺旋密封板202外侧的高沸点液体层6被加热升温；从进水管3输入水，螺旋盘管201内的水(或水汽)被螺旋盘管201内筒侧迎火面热源（高温烟气）加热、同时也被螺旋盘管201外筒侧的高沸点液体层6加热，当加热到螺旋盘管201内的水汽温度与高沸点液体层6温度相同时，二者之间等温不交换热量；当水汽温度高于高沸点液体层6时，高沸点液体层6向水汽吸热，从而制约水汽超温；通过控制高温烟气加热装置发热（或燃烧）强度，可以控制高沸点液体层6温度和蒸汽（或水）的温度； 通过控制水的输入压力、速度、螺旋盘管201的直径大小、以及在水汽输出管4上控制螺旋盘管201内的压强、流出速度，使得螺旋盘管201内的水被加热后以所需参数（可达螺旋盘管201设计工作压力对应的压力和温度）输出蒸汽。

实施例6

一种利用实施例3的供热装置100供应热水、蒸汽的方法，该方法包括如下步骤：

（一）通过高温烟气加热装置加热炉体2，使得高沸点液体层6升温至其接近沸点340℃的温度；

（二）从进水管3输入水，通过被加热的螺旋盘管201加热螺旋盘管201内的水，通过控制水的输入压力、速度、螺旋盘管201的直径大小、以及在水汽输出管4上设置一控制阀控制螺旋盘管201内的压强、流出速度，使得螺旋盘管201内的水被加热后以热水、蒸汽的形态分别输出。

（三）通过气液循环系统9将高沸点液体层6气化后的蒸气泵入高沸点液体层6。

在本实施例方法的实施过程中，通过高温烟气加热装置8加热炉体2，使得螺旋盘管201内的水得到加热，也使得螺旋密封板202外侧的高沸点液体层6被加热升温；从进水管3输入水，螺旋盘管201内的水(或水汽)被螺旋盘管201内筒侧迎火面热源（高温烟气）加热、同时也被螺旋盘管201外筒侧的高沸点液体层6加热，当加热到螺旋盘管201内的水汽温度与高沸点液体层6温度相同时，二者之间等温不交换热量；当水汽温度高于高沸点液体层6时，高沸点液体层6向水汽吸热，从而制约水汽超温；通过控制高温烟气加热装置发热（或燃烧）强度，可以控制高沸点液体层6温度和蒸汽（或水）的温度； 通过控制水的输入压力、速度、螺旋盘管201的直径大小、以及在水汽输出管4上控制螺旋盘管201内的压强、流出速度，使得螺旋盘管201内的水被加热后以所需参数（可达螺旋盘管201设计工作压力对应的压力和温度）输出热水、蒸汽。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种供热装置供应热水和/或蒸汽的方法，该供热装置包括：一油仓筒体，一炉体，一进水管，一水汽输出管；该炉体包括一炉膛；该炉膛包括一螺旋盘管、一螺旋密封板，该螺旋盘管每圈螺旋之间的夹缝用该螺旋密封板焊接起来，籍以组成完整的圆筒形的膜式壁炉膛；该炉体置于该油仓筒体内，该油仓筒体和该炉体之间形成一夹套空间，该夹套空间内有一高沸点液体层，该高沸点液体层与该油仓筒体顶部之间形成一空气仓，该油仓筒体顶部开设有使该空气仓与外界相通的通气孔，该炉体设有加热装置，该进水管与该螺旋盘管的一端连接，该水汽输出管与该螺旋盘管的另一端连接；该方法包括以下步骤：

（一）通过该加热装置加热该炉体，使得该高沸点液体层升温至其接近沸点的温度；

（二）从该进水管输入水，通过被加热的该螺旋盘管加热该螺旋盘管内的水，通过控制水的输入压力、速度、该螺旋盘管的直径大小、以及在该水汽输出管上设置一控制阀控制该螺旋盘管内的压强、流出速度，使得该螺旋盘管内的水被加热后以热水、蒸汽或二者结合的形态输出。

2.根据权利要求1所述的供应热水和/或蒸汽的方法，其特征在于：该供热装置还包括一气液循环系统，该方法还包括以下步骤：通过该气液循环系统将该高沸点液体层气化后的蒸气泵入该高沸点液体层。

3.根据权利要求1所述的供应热水和/或蒸汽的方法，其特征在于：该加热装置是燃烧装置、化学能加热装置、高温烟气加热装置中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的供应热水和/或蒸汽的方法，其特征在于：该高沸点液体层的沸点为340℃。

5.根据权利要求1所述的供应热水和/或蒸汽的方法，其特征在于：该高沸点液体层由一种高沸点液体载能介质构成。

6.根据权利要求1所述的供应热水和/或蒸汽的方法，其特征在于：该炉体还包括两端板，两端板焊接在该炉膛的两端，籍以形成完整的螺旋盘管膜式壁炉体。