CN202675614U - 高温真空超导相变加热炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的高温真空超导相变加热炉，包括炉体、燃烧装置、换热器、真空泵、负压蒸汽室和热媒炉水，所述燃烧装置包括燃烧器、燃烧室、烟管和排气烟囱，燃烧室和烟管浸泡在热媒炉水中，所述真空泵通过接管与负压蒸汽室相连接，换热器的管束部分置于负压蒸汽室中，燃烧室内布置有用高温真空超导热管制成的热管冷却壁和传热热管，所述热管冷却壁和传热热管上段伸出燃烧室顶部隔板并与其密封固定，伸出部分浸泡在热媒炉水中。本实用新型改变了传统真空相变炉的传热结构，将高温真空超导热管技术和烟管辐射换热技术相结合，布局合理，结构简单，极大的提高了锅炉的传热效率，且控制了排烟温度，降低了烟气中二氧化碳和氮氧化物的产生，减少了炉体的排放，降低了污染，是传统锅炉的理想替代产品。

Description

高温真空超导相变加热炉

技术领域

本实用新型属于间接加热式加热设备技术领域，具体涉及将高温真空超导热管技术和烟管辐射换热技术相结合的高温真空超导相变加热炉。

背景技术

由于地理条件、环境温度、采油工艺、油品等因素的影响，油气集输领域有很大一部分流程需要进行加热，加热设备一直是油气生产和输送中的主要耗能设备，真空相变加热炉以其安全、造价低、能耗低、效率高、自动化程度高等优势在油气集输领域得到了广泛应用。但现有真空相变加热炉基本沿用传统的原理和结构，仅采用单一的烟管辐射换热结构，在传热效率上受到了较大限制，同时因排烟温度偏高而增加了烟气中的二氧化碳和氮氧化物含量，难于满足当前工业发展中高效和环保的需要，因此，研制开发一种安全可靠、环保和高效的真空相变加热炉是客观需要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种安全可靠的、环保的、能够大幅提高传热效率的真空相变加热炉。

本实用新型的目的是这样实现的，该高温真空超导相变加热炉包括炉体、燃烧装置、换热器、真空泵、负压蒸汽室和热媒炉水，所述燃烧装置包括燃烧器、燃烧室、烟管和排气烟囱，燃烧室和烟管浸泡在热媒炉水中，所述真空泵通过接管与负压蒸汽室相连接，换热器的管束部分置于负压蒸汽室中，燃烧室内布置有用高温真空超导热管制成的热管冷却壁和传热热管，所述热管冷却壁和传热热管上段伸出燃烧室顶部隔板并与其密封固定，伸出部分浸泡在热媒炉水中。

所述烟管平行布置在燃烧室的上侧，燃烧室前部设有前回烟室，前回烟室和烟管入口连通，烟管出口处设有后烟箱，烟气走向为从燃烧室依次经过前回烟室、烟管、后烟箱和排气烟囱后排除；热管冷却壁和传热热管与烟管交错布置，使高温真空超导热管技术和烟管辐射换热技术有机结合，布局合理，结构简单。

所述连接真空泵的接管上设置有手动阀门、电磁排气阀和三通电磁阀，负压蒸汽室顶部设置有可自动控制真空泵、电磁排气阀和三通电磁阀的真空控制开关，以控制负压蒸汽室内始终保持负压运行。

本实用新型改变了传统真空相变炉的传热结构，利用高温真空超导热管高效传导热量的优势，与烟管换热相结合，布局合理，结构简单。烟气充分换热，极大的提高了锅炉的传热效率，且控制了排烟温度，降低了烟气中二氧化碳和氮氧化物的产生，减少了炉体的排放，降低了污染。真空相变加热炉负压运行，安全稳定，特别适合于油气集输领域原油、天然气和井产物的加热，同时也可用于民用采暖供热水，是传统锅炉的理想替代产品。

附图说明

附图为本实用新型整体结构示意图；

图中：1-燃烧器阀组，2-燃烧器，3-炉体，4-热管冷却壁，5-隔板，6-前回烟室，7-换热器，8-温度检测装置，9-接管，10-手动阀门，11-电磁排气阀，12-三通电磁阀，13-真空泵，14-安全阀，15-真空控制开关，16-负压表，17-负压蒸汽室，18-防过热控制开关，19-液位计，20-排气烟囱，21-后烟箱，22-烟管，23-炉水温度检测仪，24-传热热管，25-热媒炉水，26-燃烧室，27-烟气走向。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变换或替换，均属于本实用新型的保护范围。

如附图所示，本实用新型包括炉体3、燃烧装置、换热器7、真空泵13、负压蒸汽室17和热媒炉水25，所述燃烧装置包括燃烧器2、燃烧室26、烟管22和排气烟囱20，燃烧室26和烟管22浸泡在热媒炉水25中，所述真空泵13通过接管9与负压蒸汽室17相连接，换热器7的管束部分置于负压蒸汽室17中，燃烧室26内布置有用高温真空超导热管制成的热管冷却壁4和传热热管24，所述热管冷却壁4和传热热管24上段伸出燃烧室26顶部隔板5并与其密封固定，伸出部分浸泡在热媒炉水25中。燃料经燃烧器2在燃烧室26内充分燃烧，释放的热量首先通过热管冷却壁4和传热热管24直接传递给热媒炉水25，再通过烟管22进一步与热媒炉水25换热，以提高换热效率和降低排烟温度。所述真空超导热管的当量传热系数约为纯银的3.2万倍，可极大的提高锅炉的传热、换热效率，提高整体炉效。

所述烟管22平行布置在燃烧室26的上侧，燃烧室26前部设有前回烟室6，前回烟室6和烟管22入口连通，烟管22出口处设有后烟箱21，烟气走向27为从燃烧室2依次经过前回烟室6、烟管22、后烟箱21和排气烟囱20后排除；热管冷却壁4和传热热管24与烟管22交错布置，使高温真空超导热管技术和烟管辐射换热技术有机结合，布局合理，结构简单。作为另一实施方式，所述烟管22也可与燃烧室26水平并排布置在炉体3中。

所述连接真空泵13的接管9上设置有手动阀门10、电磁排气阀11和三通电磁阀12，负压蒸汽室17顶部设置有可自动控制真空泵13、电磁排气阀11和三通电磁阀12的真空控制开关15，以控制负压蒸汽室17内始终保持负压运行。

为确保设备安全稳定运行，作为辅助设施，所述负压蒸汽室17顶部设置有安全阀14和负压表16，侧壁上设置有防过热控制开关18，炉体3上设置有液位计19，炉体3下段上设置有炉水温度检测仪23，换热器7的出口管上设置有温度检测装置8。

所述换热器7可为加热盘管或管壳式换热器，所述负压蒸汽室17内可设置1～8套独立的换热器7，可同时给不同介质加热。

本实用新型工作原理和工作过程是：在燃烧器阀组1的控制下，燃料经燃烧器2在燃烧室26内充分燃烧，燃烧室26内的火焰或烟气首先通过热管冷却壁4和传热热管24将热量传递给热媒炉水25，经过一次换热后的烟气流经烟管22时，进一步与热媒炉水25进行换热，一部分热媒炉水25因吸收热量而沸腾并产生蒸汽，使炉体3上部形成蒸汽空间，水蒸汽把热量传递给换热器7中的被加热介质后冷凝成水，水由于重力作用又回落到原位，再次被加热成蒸汽，通过“蒸发——冷凝——再蒸发——再冷凝”的不断相变循环，以间接的方式将热量传递给安装在负压蒸汽室17中的换热器7内的被加热介质。当加热炉工作在负压状态下时，炉内负压值与水的沸点成反比，故通过在炉体3顶部连接抽真空装置，使炉体上部形成负压空间，从而完成了负压低温沸腾换热循环过程。

Claims (3)

1.高温真空超导相变加热炉，包括炉体（3）、燃烧装置、换热器（7）、真空泵（13）、负压蒸汽室（17）和热媒炉水（25），所述燃烧装置包括燃烧器（2）、燃烧室（26）、烟管（22）和排气烟囱（20），燃烧室（26）和烟管（22）浸泡在热媒炉水（25）中，所述真空泵（13）通过接管（9）与负压蒸汽室（17）相连接，换热器（7）的管束部分置于负压蒸汽室（17）中，其特征在于：燃烧室（26）内布置有用高温真空超导热管制成的热管冷却壁（4）和传热热管（24），所述热管冷却壁（4）和传热热管（24）上段伸出燃烧室（26）顶部隔板（5）并与其密封固定，伸出部分浸泡在热媒炉水（25）中。

2.如权利要求1所述的高温真空超导相变加热炉，其特征是：烟管（22）平行布置在燃烧室（26）的上侧，燃烧室（26）前部设有前回烟室（6），前回烟室（6）和烟管（22）入口连通，烟管（22）出口处设有后烟箱（21），烟气走向（27）为从燃烧室（2）依次经过前回烟室（6）、烟管（22）、后烟箱（21）和排气烟囱（20）后排除；热管冷却壁（4）和传热热管（24）与烟管（22）交错布置。

3.如权利要求1或2所述的高温真空超导相变加热炉，其特征是：连接真空泵（13）的接管（9）上设置有手动阀门（10）、电磁排气阀（11）和三通电磁阀（12），负压蒸汽室（17）顶部设置有可自动控制真空泵（13）、电磁排气阀（11）和三通电磁阀（12）的真空控制开关（15）。