CN201621852U - 常压超导加热炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种加热油、气、水及其混合介质的常压超导加热炉。其技术方案是：主要由壳体、封头、超导套管、蛇形盘管、密封支撑花板、油气进出口、燃烧器、火筒、防爆口、烟囱、烟箱、支座、呼吸水封液位计、排污口、清扫口组成，所述的壳体内腔底部设有火筒和防爆口，火筒通过湿式烟箱连接烟囱，烟箱设在水膛腔顶部，清扫口穿过封头与烟箱连通，壳体内腔下部为辐射对流室，上部设有换热器，两端水膛腔通过换热器相通，呼吸水封液位计与水膛腔相连通，保持加热炉常压状态。有益效果是：将水套式结构变为套管结构，提高炉体的耐压能力，为水套炉的10倍以上；为了防止余气爆炸，将承压变为常压，解除了压力容器；低压高温，降耗安全，提高了热效。

Description

常压超导加热炉

一、技术领域：

本实用新型涉及一种油田专用加热炉，特别涉及一种加热油、气、水及其混合介质的常压超导加热炉。

二、背景技术：

目前我国油田开发所使用的水套加热炉和真空超导加热炉，其设计和管理都采用压力容器标准，安全附件多，管理、注册、检验麻烦，成本高且安全隐患大；常压水套炉虽然手续简便、安全，但是传媒介质损耗大，添加频繁，而且温差小(水温小于100摄氏度)、热效低，很难满足现实生产需要；管式炉虽然热效高，但容易结焦，烧坏炉管。

三、发明内容：

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种常压超导加热炉，其工作状态下既是常压又能形成真空，且热效达到或超过水套炉、管式炉及真空超导炉。

其技术方案是：主要由壳体、封头、超导套管、蛇形盘管、密封支撑花板、油气进出口、燃烧器、火筒、防爆口、烟囱、烟箱、支座、呼吸水封液位计、排污口、清扫口组成，所述的壳体内腔底部设有火筒和防爆口，火筒通过湿式烟箱连接烟囱，烟箱设在水膛腔顶部，清扫口穿过封头与烟箱连通，壳体内腔下部为辐射对流室，上部设有换热器，两端水膛腔通过换热器相通，呼吸水封液位计与水膛腔相连通，使水膛同大气相通，保持加热炉常压状态，又可通过呼吸水封，使水膛腔间隔成相对密闭的真空水溶空间。

上述的换热器由超导套管和蛇形盘管套装组成，蛇形盘管从超导套管内腔穿过，蛇形盘管的弯头部位浸于加热炉两端的水膛腔，两端的水膛腔通过超导套管和蛇形盘管之间的间隙连通，水膛腔内充满热媒液体，蛇形盘管设有油气进出口和热水进出口。超导套管和蛇形盘管的管径根据实际需要可大可小，以不结垢堵塞为准。

上述的水膛腔由密封支撑花板和封头之间的空间组成，还可由超导套管互相导通窜联而成，但超导套管两端必须同蛇形盘管外壁满焊密封。

上述的超导套管互相导通窜联，而超导套管两端必须同蛇形盘管外壁满焊密封；超导套管的两端、火筒、烟管及防爆口同密封支撑花板满焊、透焊，超导套管处于辐射对流室内，使温压增大，热效增高，解决了水套炉超压爆炸及常压炉热效率低的难题，使常压炉在安全前提下达到了水套炉及管式炉的高热效。

上述的超导套管内直流段蛇形盘管可为一根，也可多根并联，弯头充当紊流汇管。

上述的壳体可为圆筒式、箱式，立式或卧式结构，两端的封头可为平板式或椭圆形式，换热器中蛇行盘管的排列走向、多少，可随之变化；烟囱可为干、湿两种中的一种。

烟气流程可为单回程，也可为双回程。其流程走向可用屏蔽板(焊接于两根超导管之间)控制，单回程时烟囱在介质进出口一侧，双回程时烟囱在燃烧器一侧。

呼吸水封液位计可为一体也可分开(即呼吸水封和液位计)，即呼吸口和液位计，并且也可两端水膛腔各设一个。

不论本体结构如何变化，其辐射对流段均为超导管同蛇形盘管组成的套管换热器；其换热器元件均为超导管同蛇形盘管组成的套管形式，换热器为超导套管同蛇形盘管组成的套管组合体。

另一种技术方案是：本实用新型的壳体下面增设燃煤室，与辐射对流室相连，可变为煤、气两用炉。

上述的燃煤室由支架、支座、进煤口、调风清渣口、耐火层、保温层、炉条、燃煤辐射室、进煤门、调风清渣门组成，壳体整体坐落在燃煤室上部，壳体底部开口，使辐射对流室与燃煤辐射室合为一体。

本实用新型的有益效果是：换热器处于辐射对流室内，两端水膛腔通过换热器相通，由于融合了管式炉和水套炉的优点，并且辐射对流室对换热器中的超导套管直接加热，所以每一根超导套管换热元件相当于一个小水套炉。由于容积小、温差大，超导套管中的热媒液体迅速汽化，快速把大部分热量传递给蛇形盘管及被加热介质，而剩下的小部分热量不能够使两端水膛腔的液体沸腾汽化，水膛腔起到了保温作用，进而不需要频繁的向水膛腔补充液体，解决了水套炉超压爆炸及常压炉热效率低的难题，使常压炉在安全前提下达到了水套炉及管式炉的高热效，提高了炉体的耐压能力(为水套炉的10倍以上)，减轻了余气爆炸时产生的危害性；将承压变为常压，解除了压力容器；低压高温，降耗安全，提高了热效；并且由于结构紧凑，耗材量少，制造成本也低。

四、附图说明：

附图1是本实用新型的第一种技术方案的结构示意图；

附图2是本实用新型的换热器的结构示意图；

附图3是本实用新型的第二种技术方案的结构示意图；

附图4是本实用新型的第二种技术方案的侧视图；

附图5是本实用新型的水膛腔的另一种技术方案的结构示意图；

上图中：燃烧器(1)、火筒(2)、呼吸水封液位计(3)、烟囱(4)、支座(5)、壳体(6)、超导套管(7)、密封支撑花板(8)、蛇形盘管(9)、油气进出口(10)、热水进出口(11)、水膛腔(12)、防爆口(13)、排污口(14)、辐射对流室(15)、封头(16)、清扫口(17)、烟箱(18)；

进煤口(19)、调风清渣口(20)、耐火层(21)、保温层(22)、炉条(23)、进煤门(24)、调风清渣门(25)、支架(26)、燃煤辐射室(27)。

五、具体实施方式：

实施例1，参照附图1和2，本实用新型主要由壳体6、封头16、超导套管7、蛇形盘管9、密封支撑花板8、油气进出口10、热水进出口11、燃烧器1、火筒2、防爆口13、烟囱4、烟箱18、支座5、呼吸水封液位计3、排污口14、清扫口17组成，所述的壳体6内腔底部设有火筒2和防爆口13，火筒2通过湿式烟箱18连接烟囱4，烟箱18设在水膛腔12顶部，清扫口17穿过封头16与烟箱18连通，水膛腔12由密封支撑花板8和封头16之间的空间组成。壳体内腔下部为辐射对流室15，上部设有换热器，两端水膛腔12通过换热器相通，呼吸水封液位计3与水膛腔12相连通，使水膛腔12同大气相通，确保加热炉工作中总是呈现常压状态，又可通过呼吸水封，使水膛腔12间隔成相对密闭的真空水溶空间。

其中，换热器由超导套管7和蛇形盘管9套装组成，蛇形盘管9从超导套管7内腔穿过，蛇形盘管9的弯头部位浸于加热炉两端的水膛腔12，两端的水膛腔通过超导套管7和蛇形盘管9之间的间隙连通，水膛腔内充满热媒液体，主要起保温及热媒对流补充作用；蛇形盘管9设有油气进出口10、热水进出口11。

参照附图5，水膛腔12还可由超导套管7互相导通窜联，但超导套管7两端必须同蛇形盘管9外壁满焊密封。其中，超导套管7内直流段蛇形盘管9可为一根，也可多根并联，弯头充当紊流汇管。

上述的壳体6可为圆筒式、箱式，立式或卧式结构，两端的封头16可为平板式或椭圆形式，换热器中蛇行盘管9的排列走向、多少，可随之变化；；烟囱4可为干、湿两种中的一种。

本实用新型的工作原理是：1-通过火筒、呼吸水封液位计、烟箱、壳体、进出口、防爆口、清扫口等组成间隔式水浴容器；2-燃料气(天然气、煤气等)通过燃烧器在火筒内燃烧，产生高温辐射热和热烟气；3-辐射热和热烟气通过辐射对流室的超导套管把热量迅速传给超导套管中的超导热媒；4-超导热媒以蒸汽和高温水形式将热量传给蛇形盘管中的被加热介质，从而实现对被加热介质的加热。

实施例2：参照附图3和4，本产品的其他结构与上述实施例一相同，区别在于壳体6的底部增加了燃煤室。燃煤室由支架26、支座5、进煤口19、调风清渣口20、耐火层21、保温层22、炉条23、燃煤辐射室27、进煤门24、调风清渣门25组成。

壳体6整体坐落在燃煤室上部。壳体6底部开口，使辐射对流室15与燃煤辐射室27合为一体，从而形成一个完整的煤、气两用超导加热炉。

本加热炉工作原理与实施例1基本相同，区别在于燃料煤(实施例1为燃料气)在燃煤室燃烧，产生高温辐射热烟气，高温辐射热烟气上升进入壳体辐射对流室，把热量迅速传给超导管中的超导热媒；超导热媒以蒸汽和高温水形式将热量传给蛇形盘管中的被加热介质，从而实现对被加热介质的加热。本加热炉可以煤、气两种燃料同时燃烧加热。

Claims (8)

1.一种常压超导加热炉，其特征是：主要由壳体(6)、封头(16)、超导套管(7)、蛇形盘管(9)、密封支撑花板(8)、油气进出口(10)、热水进出口(11)、燃烧器(1)、火筒(2)、防爆口(13)、烟囱(4)、烟箱(18)、支座(5)、呼吸水封液位计(3)、排污口(14)、清扫口(17)组成，所述的壳体(6)内腔底部设有火筒(2)和防爆口(13)，火筒(2)通过湿式烟箱(18)连接烟囱(4)，烟箱(18)设在水膛腔(12)顶部，清扫口(17)穿过封头(16)与烟箱(18)连通，壳体内腔下部为辐射对流室(15)，上部设有换热器，两端水膛腔(12)通过换热器相通，呼吸水封液位计(3)与水膛腔(12)相连通，保持加热炉常压状态。

2.根据权利要求1所述的常压超导加热炉，其特征是：所述的换热器由超导套管(7)和蛇形盘管(9)套装组成，蛇形盘管(9)从超导套管(7)内腔穿过，蛇形盘管(9)的弯头部位浸于加热炉两端的水膛腔(12)，两端的水膛腔通过超导套管(7)和蛇形盘管(9)之间的间隙连通，水膛腔内充满热媒液体，蛇形盘管(9)设有油气进出口(10)、热水进出口(11)。

3.根据权利要求1或2所述的常压超导加热炉，其特征是：所述的水膛腔(12)由密封支撑花板(8)和封头(16)之间的空间组成。

4.根据权利要求3所述的常压超导加热炉，其特征是：所述的水膛腔(12)还可由超导套管(7)互相导通窜联而成，但超导套管(7)两端必须同蛇形盘管(9)外壁满焊密封。

5.根据权利要求2所述的常压超导加热炉，其特征是：所述的超导套管(7)内直流段蛇形盘管(9)可为一根，也可多根并联，弯头充当紊流汇管。

6.根据权利要求1所述的常压超导加热炉，其特征是：所述的壳体(6)可为圆筒式、箱式，立式或卧式结构，两端的封头(16)可为平板式或椭圆形式；烟囱(4)可为干、湿两种中的一种。

7.根据权利要求1或6所述的常压超导加热炉，其特征是：所述的壳体(6)的下面增设燃煤室，与辐射对流室相连，可变为煤、气两用炉。

8.根据权利要求7所述的常压超导加热炉，其特征是：所述的燃煤室由支架(26)、支座(5)、进煤口(19)、调风清渣口(20)、耐火层(21)、保温层(22)、炉条(23)、燃煤辐射室(27)、进煤门(24)、调风清渣门(25)组成，壳体(6)整体坐落在燃煤室上部，壳体(6)底部开口，使辐射对流室(15)与燃煤辐射室(27)合为一体。

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