CN202835324U - 一种锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锅炉，它具有上集箱和下集箱，所述上集箱和下集箱之间通过数根水管连接，降水管的一端连通上集箱的内部空间，另一端连通下集箱的内部空间，用来将上集箱的内部空间内的炉水回流至下集箱的内部空间，其特征在于：还包括与所述降水管相连接的给水内管，该给水内管至少有一部分伸入降水管内，且给水内管自上集箱所在的一侧向下集箱所在的一侧向降水管内部供给锅炉用水，促进从上集箱向下集箱的炉水的流动。本锅炉能够防止炉水浓缩不足部分的发生，保证炉水浓缩度均匀。

Description

一种锅炉

技术领域

本实用新型涉及一种锅炉。 

背景技术

锅炉一般都具有上集箱、下集箱、给水管、燃烧器、连在上下集箱之间的水管、以及连在上下集箱之间的降水管。 

传统的锅炉，生成蒸汽时，一旦炉水沸腾，上集箱内也会有炉水滞留，但由于这部分炉水的浓缩度比较高，因此上集箱部分的腐蚀情况较少。相反，下集箱中，随着蒸汽的生成，不断地有新鲜的锅炉用水被供给过来，相比上集箱内的炉水，其浓缩度较低，并且因为锅炉用水的供给导致局部被稀释，因此在下集箱部分，炉水的浓缩度不均匀，并且在浓缩度较低的部分，也就是浓缩不足的部分出现腐蚀的可能性很高。 

为了将下集箱内炉水浓缩度保持在规定范围内，传统锅炉通常采取的手段是炉水的排放控制。而关于炉水的排放控制，虽然也有各种各样的提案，但就作为均匀炉水浓缩度的手段而言，效果并不明显，因此要想切实有效地防止下集箱部分的腐蚀是困难的。 

发明内容

本实用新型目的是：针对上述问题，提供一种能够防止炉水浓缩不足部分的发生、保证炉水浓缩度均匀的锅炉。 

本实用新型的技术方案是：所述的锅炉，具有上集箱和下集箱，所述上集箱和下集箱之间通过数根水管连接，降水管的一端连通上集箱的内部空间，另一端连通下集箱的内部空间，用来将上集箱的内部空间内的炉水回流至下集箱的内部空间，其特征在于：还包括与所述降水管相连接的给水内管，该给水内管至少有一部分伸入降水管内，且给水内管自上集箱所在的一侧向下集箱所在的一侧向降水管内部供给锅炉用水，促进从上集箱向下集箱的炉水的流动。 

所述给水内管上，沿锅炉用水的供给方向，相比上游端，下游端的前端部分口径更小；并且在比降水管上与上集箱连接的部分更靠下方的位置安装有细管部。 

在本锅炉的罐体上设置有数根所述降水管，并且至少在其中一根降水管上连接有所述给水内管。通过安装数根降水管，可以更加容易地让整个炉水的浓缩度保持均匀。 

所述降水管的上部形成有向上的分歧管部，该分歧管部与连通管的一端连通，连通管的另一端与所述上集箱的内部空间连通。 

本实用新型的优点是： 

1、给水内管至少有一部分伸入至降水管内部，并且通过此给水内管，新的锅炉用水被供给至降水管内部，锅炉用水自上集箱所在的一侧向下集箱所在的一侧流动。因此，上集箱的内部空间的炉水随着锅炉用水的供给，流向下集箱侧的量增大，相应地炉水的循环比增大，从而可以让炉水整体的浓缩度保持均匀，降低腐蚀的风险。 

2、由于在给水内管上采用了细管部设计，使得供给锅炉用水时的流速提高。锅炉用水的供给速度提高，使给水内管出口附近的压力变得比周围低，因而从上集箱一侧流入降水管的浓缩水可以流向下集箱一侧。因此在降水管当中，在细管部出口位置以上的上集箱一侧，相比供给锅炉用水前，炉水的流速变快。由此可以提高炉水的循环比，并且可以提高下集箱中的炉水电导率和ｐＨ值，从而降低锅炉整体的腐蚀危险。 

3、通过安装数根降水管，可以更加容易地让整个炉水的浓缩度保持均匀。 

4、通过与上集箱连接的部分流入降水管的气体，朝分歧管部的上方，然后再通过连通管返回上集箱的内部空间。因此，降水管的内部不再有气体滞留，不再妨碍炉水的循环。 

附图说明

图1为本实用新型实施例一中锅炉的侧面图（局部剖视）； 

图2为实施例一中锅炉的结构示意图； 

图3为实施例一中装有给水内管的降水管的局部侧面剖面图； 

图4为实施例一中降水管的结构示意图； 

图5为实施例一中给水内管的结构示意图； 

图6为本实用新型实施例二中锅炉的侧面图（局部剖视）； 

其中：10-锅炉，20-罐体，30-燃烧器，40-耐火材，50-外部水位检测装置，60-给水泵，70-控制部； 

21-内包，22-下集箱，23-水管，24-上集箱，25-汽水挡板，21A-燃烧室，22A-下集箱的内部空间，24A-上集箱的内部空间，23S-水管的开口部分，83S-主蒸汽管的开口部分； 

51-水位控制筒，52-电极棒，88a-上通管，88b-下通管； 

81-主排水管，82-主排水阀，83-主蒸汽管，84-降水管，85-给水内管，86浓缩排水管，87-浓缩排水阀，841-分歧管部，841a-连通管，90-电导率传感器； 

具体实施方式

实施例一： 

以下结合图1~图5对本发明实施例一的锅炉加以说明： 

如图1和图2所示，本实施例的锅炉10包括罐体20、燃烧器30、耐火材40、外部水位检测装置50、给水泵60和控制部70。其中，罐体20由内包21、下集箱22、水管23、上集箱24等主要部件构成。 

内包21是由板材加工成圆筒状的部件，包在水管23的周围将该水管23与外部隔离。下集箱22是中空环形筒状的构件，此下集箱22上连接有给水管80，通过此给水管80可以将锅炉用水供给至下集箱22。此外，下集箱22上还连接有主排水管81，此主排水管81上装有主排水阀82，打开此主排水阀82，可以将下集箱22的内部空间22A的炉水排出锅炉，这里的炉水是指被导入罐体20 内部（下集箱22、水管23等）的锅炉用水。 

水管23与下集箱22和上集箱24分别连通（下集箱22上连接着水管23的下端），是保存炉水的管状构件。通过燃烧器30的燃烧对水管23进行加热，水管23内部的炉水会沸腾。本实施例中配置有数根水管23，在水管23的排列上，沿着距离罐体20中轴线第一半径的第一圆周上配置了外侧水管列23A，沿着距离罐体20中轴线相比第一半径要小的第二半径的第二圆周上配置了内侧水管列23B。但水管23的排列并非局限于外侧水管列23A加内侧水管列23B两列这一种，除此之外还有单独1列或者3列以上的排列。 

每根水管23的上端与上集箱24相连，水管23内沸腾产生的汽泡会和蒸汽一起流入上集箱24。上集箱24与所述下集箱22一样，也是中空环形筒状的构件。在此将以下说明中的上集箱24内部的中空空间称为上集箱24的内部空间24A。此内部空间24A与水管23的开口部分23s连通，另外也与流出蒸汽的主蒸汽管83的开口部分83s连通。在此将以下说明中的下集箱22内部的中空空间称为下集箱22的内部空间22A。 

此外，主蒸汽管83与未图示的汽水分离器连接，进入主蒸汽管83的蒸汽被导入汽水分离器。然后在汽水分离器内部通过离心分离等将蒸汽中的水滴（液滴）除去。 

上集箱24的内部空间24A与降水管84的一端连通，降水管84的另一端与下集箱22的内部空间22A连通。此降水管84将上集箱24的内部空间24A中的炉水（此炉水多为浓缩水）回流至下集箱22。降水管83的下端与下集箱22连通。在本实施例中，锅炉可以选择只装一根降水管84，也可以在罐体20的圆周方向安装数根降水管84。锅炉10上安装数根降水管84时，下述的给水内管85至少需要与其中的一根降水管84连接。 

如图2～图4所示，降水管84的上部形成有分歧管部841。此分歧管部841是降水管上与连接着上集箱24的部分（以下将此部分称为上集箱连接部84a）垂直相交并朝向上方的分支部分。并且，分歧管部841的前端的外周装有法兰842，法兰842的直径相比分歧管部841的外径足够大。 

本实施例中，分歧管部841的上部连接着连通管841a的一端，此连通管841a的另一端与上集箱24的内部空间24A连通。此时，连通管841a的一端与另一端均位于上集箱连接部84a流路的任意部位的上方。因此，通过连通管841a，可以将从上集箱连接部84a流入降水管84内的气体重新送回上集箱24的内部空间24A。 

如图3和图5所示，分歧管部841上装有给水内管85。给水内管85具有给水管连接部851、法兰852和内管853。其中，给水管连接部851与给水管80连接。此外，法兰部852和法兰部842通过螺纹等相互固定。 

隔着法兰部852，在给水管连接部851的对面装有内管部853。内管部853伸入分歧管部841的内部，并且该内管部853的前端伸入降水管84的本管部84b。此内管部853上具有根部853a、异径接头853b、细管部853c等。根部853a位于内管部853的法兰部852一侧，其内径和外径比细管部853c的都要大。另外，本实施例中，根部853a具有与给水管连接部851相同或大致相同的内径及外径。 

异径接头853b用来连接根部853a和细管部853c。自根部853a向细管部853c的方向，异径接头853b的内径和外径逐渐变小。相比于所述根部853a，细管部853c在内径和外径上设定的更小，并且伸入至分歧管部841的内部（即本管部84b中）。但是，如果细管部853c的内径过小，会增大管子的压力损失，因此，细管部853a在内径设定上，需要保证不会引起锅炉用水供给不足的现象发生。 

细管部853c的前端（下端）设置在罐体20的外部，处于外部水位检测装置50检测炉内水位时炉水干度临界水位与过热临界水位之间。也就是说细管部853c的前端（下端）与罐体20内部的水位处于相同高度的位置。 

另一方面，上述给水管80与未图示的给水箱相连接。此给水管80上装有给水泵60。给水泵60由控制部70控制，向给水管连接部851（经给水内管85以及降水管84最终向下集箱22）供给锅炉用水。 

如图2所示，降水管84上连接有浓缩排水管86。此浓缩排水管86上装有浓缩排水阀87。打开浓缩排水阀87，可以将浓缩的炉水排出锅炉。浓缩的炉水是否达到需要排出的程度，由测量电导率的电导率传感器90检测降水管84中的炉水电导率之后进行判断。 

再参照图2所示，罐体20的上部装有燃烧器30，燃烧器30位于上集箱24的环状孔（附图标记省略）内。耐火材40将罐体20的下部（水管23下部所在的位置及其内侧）封堵，使内侧水管列23B的内侧形成燃烧室21A。为了在燃烧室21A内燃烧，燃料以及燃烧用的空气被供给至燃烧器30。此外，罐体20的下部装有耐火材40，另外在内包21内侧的上部，水管23上部所在的位置（水管缩口部分）也装有耐火材40。 

另一方面，外部水位检测装置50是检测罐体20内部（下集箱22、水管23等）炉水水位的装置。此外部水位检测装置50具有水位控制筒51和数根电极棒52。水位控制筒41是由可以导通的金属，将两端封闭后加工而成的圆筒形构件。此水位控制筒51的上端连接着通管87a的下端，通管87a的上端与上集箱34的内部空间相连通。水位控制筒51的下端连接着通管87b的上端，通管87b的下端与下集箱22的内部空间相连通。如此一来，水位控制筒51的上端和下端分别通过上集箱24和下集箱22与水管23相互连通，水位控制筒51的炉水水位与水管23中的炉水水位保持相同。 

水位控制筒51上装有数根电极棒52。电极棒52与水位控制筒之间有电压施加。通过此电极棒52的前端与炉水接触时的电压的变化，可以检测水位控制筒51内的水位。为了检测水位的上位（上限水位）和下位（下限水位），通常存在两根以上的电极棒52。除此之外，还安装有一根用来检测中位水位（中间 水位）的电极棒52，因为中间水位决定着何时开始向罐体20供给锅炉用水。 

控制部70接收外部水位检测装置50等各种传感器的检测信号，同时根据这些检测信号控制燃烧器30、给水泵60、主排水阀82、浓缩排水阀87等驱动部位的动作。 

参照图1~图3所示，下面对本实施例锅炉的动作过程进行说明： 

启动给水泵60，进行给水直至水管23内的炉水上升至规定高度，命令燃烧器30燃烧，使水管23内的炉水沸腾，产生蒸汽，蒸汽通过主蒸汽管83被输送至使用端。此时随着炉水的蒸发，炉水的浓缩度逐渐上升。而在浓缩度上升方面，相比下集箱22一侧，上集箱24一侧相对更快，也就是说，上集箱24的内部空间24A中炉水的浓缩度处于上升较快的状态。 

另外，控制部70在锅炉运行过程中（燃烧过程中），通过外部水位检测装置50，检测到炉水水位下降至锅炉用水开始给水位置时，控制给水泵60启动，命令其开始给水并最终要让炉水水位上升至规定高度。于是锅炉用水会经由给水内管85，被供给至降水管84的本管部84b内，之后进行同样的控制。 

锅炉运行过程中，在降水管84的内部，浓缩的炉水自上集箱24的内部空间向下集箱22的内部空间自然循环。此状态下，如果经由给水内管85供给锅炉用水，由于给水的速度会比降水管84内的炉水循环速度快，因此造成内管部853的出口处的压力下降，来自上集箱24内部空间中大部分炉水会被引入给水的水流当中。尤其是本实施例中，锅炉用水从根部853a经过异径接头853b流入细管部853c，相比根部853a，锅炉用水在细管部853c出口处的流动速度加快，造成内管部853的出口处的压力下降，使得来自上集箱24的内部空间24A的大部分炉水被引入给水的水流当中，从而使得炉水的循环量增大。 

此外，浓缩的炉水受到新的锅炉用水的直接喷射，电导率在规定范围内的新的锅炉用水与浓缩的炉水搅拌在一起，很难出现局部浓缩的问题。如此一来，不仅可以使炉水循环量增大，同时还可以防止局部浓缩过剩，让炉水浓缩度保 持均匀。 

如上所述，由于罐体20内部的炉水循环量增大，使得下集箱22内的炉水浓缩度上升，下集箱22的防腐蚀效果提高。 

而且，一旦电导率传感器90检测到电导率超过规定的临界值，控制部70会控制浓缩排水阀87打开执行浓缩排放，将浓缩的炉水排出锅炉。并且在执行浓缩排放时，控制部70会事先记忆执行浓缩排放前的规定时间的燃烧状态（燃烧负荷），并根据下次规定时间的燃烧状态（燃烧负荷）决定浓缩排放时间。 

此外，从上集箱连接部84a流入降水管84内的气体，会向上朝分歧管部841流动，再通过连通管841a返回到上集箱24的内部空间中。 

下面再对本实施例的有益效果进行详细说明： 

1）上集箱24内部空间中存在的炉水，随着经由给水内管85供给的锅炉用水，向下集箱22循环的量随之增大，从而可以保持罐体20内部炉水浓缩度的均匀，特别是可以将下集箱22中炉水的ｐＨ值提高至希望的数值。由此可以降低罐体20腐蚀的风险。 

2）本实施例中，在降水管上设置分歧管部841的同时，在给水内管85上设置了细管部853c。因此，在向降水管84的内部供给锅炉用水时，让锅炉用水从细管部853c内通过，可以提高新供给的锅炉用水的流速。因此在细管部853c出口位置以上的上集箱24一侧，相比供给锅炉用水前，炉水的流速变快。由此可以提高炉水的循环比，并且可以提高下集箱中的炉水电导率和ｐＨ值，从而降低锅炉整体的腐蚀危险。 

3）本实施例中，从上集箱连接部84a流入降水管84的气体，朝分歧管部841的上方，再通过连通管841a返回上集箱24的内部空间24A。因此，降水管84的内部不再有气体滞留，不再妨碍炉水的循环。另一方面，如果降水管84的内部有气体滞留，该气体会进入水管23中，会导致该水管23过热变形。并且，如果气体进入水管23，还可能导致上集箱24的内部空间24A中的炉水水位的 上升，进而导致干度下降。而通过设置连通管841a防止气体滞留，可以防止上述问题的发生。 

4）细管部853c的前端（下端）设置在罐体20的外部，处于外部水位检测装置50检测炉内水位时炉水干度临界水位与过热临界水位之间。也就是说细管部853c的前端与罐体20内部的水位处于相同高度的位置。如此一来，可以降低从细管部853c供给锅炉用水时所产生的声音。换言之，通过将细管部853c前端的高度位置按如上所述设定，既可以防止因前端位置过高引起的水击的声音，也可以防止前端位置过低引起的气泡产生时的声音以及气泡破裂时相对更大的声音。 

以上对本发明的实施例一的锅炉进行了说明。本发明并非局限于此，还可有多种变形。 

在本实施例一中，给水内管上设置了根部853a和异径接头853b。除此之外，给水内管85还可以将细管部853c一直延长至法兰部852，不使用根部853a和异径接头853b。 

实施例二： 

接下来对本发明的第二实施例进行说明。 

在上述实施例一中，虽然就安装有汽水分离器的锅炉进行了说明，但本发明也同样适用于不安装汽水分离器的锅炉。 

接下来对本发明的第二实施例进行说明。在上述第一实施例中，虽然就安装汽水分离器的锅炉10进行了说明，但本发明也同样适用于不安装汽水分离器的锅炉。不安装汽水分离器时，如图6所示，上集箱24相比下集箱22以及图1等上所示的上集箱24在Z方向上的尺寸设定到更大。换言之，图6中所示的锅炉10不具备汽水分离器，而是将汽水分离器的汽水分离的功能通过上集箱24来实现。因此，上集箱24的内部空间24A，为了发挥汽水分离的功能，相比图 1中所示的上集箱24的内部空间24A在Z方向上的尺寸更大。 

采用上述结构时，意味着从位于上集箱24底面的水管23的开口部分23s，到连接在上集箱24顶面的主蒸汽管83的开口部分83s为止，流路的距离扩大，而两个开口部分之间（水管23的开口部分23s和主蒸汽管83的开口部分83s）流路距离的扩大，直接起到汽水分离的作用。图6中所示的上集箱24的内部空间24A的高度是，蒸汽中包含的直径数十μｍ的液滴与上升的蒸汽相对抗，受重力作用下降，最终与蒸汽实现分离的距离（时间）。例如，蒸汽的上升速度在0.1~0.5m/sec左右时，为了获得希望的干度，上集箱24的内部空间24A的高度尺寸最起码需要200mm。 

然而，上述的上集箱24的内部空间24A在Z方向上的尺寸需要在干度高度临界值以上才行。这里的干度高度临界值是指，上集箱24的内部空间24A排出的蒸汽（下述的汽水混合流体）能够获得希望干度时上集箱24的内部空间24A在Z方向上的尺寸临界值。此干度高度临界值通过实验等求得。 

根据上述构成，锅炉10即使不具备汽水分离器，也能做到将希望干度的蒸汽输送至使用端。换言之，由于可以将从水管23的开口部分23s到主蒸汽管83的开口部分83s为止这段区间内汽水混合流体的行进流路（流路长度）延长，让蒸汽中包含的绝大部分水分附着到上集箱24的内壁上，或是受重力作用落下，使水分得以被除去。由此可以良好地发挥汽水分离的功能。另外在图6中所示的锅炉10上，由于不存在汽水分离器以及连接汽水分离器与上集箱24的管材等，因此不仅在材料费上可以节约成本，相应的汽水分离器以及相关管材的加工费也可以被省去。 

此外，图6中所示的锅炉10上，也可以选择在上集箱24的内部空间24A中设置图6中虚线部分表示的汽水挡板25。汽水挡板25安装在上集箱24的内部空间24A中时，汽水混合流体的流动受汽水挡板25的遮挡，使得汽水混合流体中包含的水分无法直线流动，汽水混合流体流动到主蒸汽管83的开口部分83s 为止需要花费一定的时间，在此过程中，汽水混合流体中的水分附着到上集箱24的内壁上，或是受重力作用落下，如此通过汽水挡板25的安装，将蒸汽中的水分很好地除去。除此之外，还可以通过设置细小网格状的过滤器来实现汽水分离。 

当然，上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (4)

1.一种锅炉，具有上集箱（24）和下集箱（22），所述上集箱和下集箱之间通过数根水管连接，降水管（84）的一端连通上集箱的内部空间（24A），另一端连通下集箱的内部空间（22A），用来将上集箱的内部空间内的炉水回流至下集箱的内部空间，其特征在于：还包括与所述降水管（84）相连接的给水内管（85），该给水内管（85）至少有一部分伸入降水管（84）内，且给水内管（85）自上集箱所在的一侧向下集箱所在的一侧向降水管内部供给锅炉用水，促进从上集箱向下集箱的炉水的流动。

2.根据权利要求1所述的锅炉，其特征在于：所述给水内管（85）上，沿锅炉用水的供给方向，相比上游端，下游端的前端部分口径更小；并且在比降水管上与上集箱连接的部分更靠下方的位置安装有细管部（853c）。

3.根据权利要求1所述的锅炉，其特征在于：在本锅炉的罐体上设置有数根所述降水管（84），并且至少在其中一根降水管上连接有所述给水内管（85）。

4.根据权利要求1所述的锅炉，其特征在于：所述降水管（84）的上部形成有向上的分歧管部（841），该分歧管部（841）与连通管（841a）的一端连通，连通管（841a）的另一端与所述上集箱（24）的内部空间（24A）连通。

Images