CN205480903U - 一种集热套管热管式余热锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型为余热回收利用领域提供一种集热套管热管式余热锅炉，它主要由筒体、上集箱、下集箱、集热管、套管热管等组成，热管以筒体为隔板，外套管为热端在筒体内，内套管为冷端在套管内，冷端开口端穿出筒体封装在集热管内，该结构的水和水蒸汽的流道都在筒体外，避免了余热介质的腐蚀和磨损，即使外套管损坏，内套管仍可正常工作，使用寿命长，另外制作简单，易于维修，筒体内只有套管热管，余热介质通道大，阻力小，动力损失小。

Description

一种集热套管热管式余热锅炉

所属领域：本实用新型涉及的是用集热套管热管锅炉来回收余热的技术。

背景技术：在余热回收利用方面先后产生了火管废热锅炉、水管废热锅炉、热管余热锅炉，热管余热锅炉有许多优点，现被广泛用来回收窑炉等烟道尾气的余热，附产蒸汽，达到节能的目的，但现有的热管余热锅炉采用的是热管水包组合内件结构，即在水包筒体上开孔，然后将热管的冷端插入水包，再进行封焊，热管的热端均匀分布在水包外围，然后将该热管水包组合内件装在设备的壳体内，水包的进水管由水包的下封头引至壳体外，水包的汽相出口管由水包的上封头引至壳体外，该结构由于将热管水包及水包的进水管、汽相出口管装在壳体内，受余热介质的磨损和腐蚀，设备的使用寿命短，且损坏后不易发现和维修，同时由于热管水包组合内件占用了较大的空间，影响了余热介质的通道，设备的外径被迫放大，用材增加，造价上升；另外该热管的结构为单支钢管两端封口，内加工质再真空，该结构的热管热端在筒体内同样受余热介质的磨损和腐蚀，使用寿命短，热管热端损坏后热管就不能工作，失去作用。

发明目的：本实用新型的目的是提供一种制作简单，造价较低，导热性能强，水和水蒸汽的流道在筒体之外，磨损和腐蚀少，使用寿命长，损坏后易发现和维修，同时即使热管热端在筒体内受余热介质的磨损和腐蚀损坏后，其热管仍然可以正常工作，且余热介质通道大，阻力小，动力损失小的新型余热锅炉。

发明内容：本实用新型的目的是这样实现的，本实用新型它主要由 筒体、上集箱、下集箱、集热管、套管热管等组成，其套管热管以筒体为隔板，外套管充当热端在筒体内，内套管充当冷端在套管内，套管热管其冷端的开口端通过在筒体上开的孔径为D1的孔穿到筒体之外，然后将套管热管的外套管缩口端与筒体上直径为D1的孔之间的缝隙封焊，然后再将套管热管冷端的开口端封装在集热管管内，然后再将集热管管束的上下口分别封装在上集箱和下集箱之内，至此整个水汽流道接通；当含有余热的介质流经筒体内套管热管的热端——外套管时，热管的热端将吸收的余热通过内外套管之间的工质传递给内套管——热管的冷端，然后再由热管的冷端——内套管对其管内的水进行加热，内套管内的水受热，水汽密度减小，水汽由内套管内上升传到集热管管束内并对其中的水进行加热，产生的蒸汽由上集箱蒸汽出口送出，同时集热管管束内的水回流到内套管内进行自然循环加热；该套管热管是将一端封闭另一端开口的内套管装到一端封闭另一端缩口的外套管之内，然后再将外套管的缩口端与内套管的开口端之间的缝隙封焊好，然后在外套管的封口端开一小孔，加入热管工质再真空后封闭小孔即成套管热管。外套管充当热端在筒体内吸收介质余热，并将热量传递给内外两套管之间的工质，工质受热汽化充满内外两套管之间的空腔，并将热量传递给充当热管冷端的内套管，内套管再将其吸收的热量传递给其管内被加热的水，同时内套管内的水对集热管管束内的水进行自然循环加热，从而完成热量回收的全过程；具体制作为：先制作好一定数量的套管热管，然后在设备的筒体上沿径向和轴向开出对应数量的直径为D1的孔，孔径D1要求为(M+1mm)＜D1＜(M+3mm)，其中M为套管热管的外套管缩口处的外径；套管热管以筒体为隔板，热端在筒体内，冷端在套管内，套管热管其冷 端的开口端通过在筒体上开的孔径为D1的孔穿到筒体之外，然后将套管热管与筒体上直径为D1的孔之间的缝隙封焊，然后将套管热管冷端的开口端封装在集热管管内；集热管的制作是将钢管沿轴向切割成两瓣，然后将每瓣钢管的切割面沿筒体轴向贴在筒体外侧，并将筒体外侧对应的套管热管冷端的开口端封装在每一瓣钢管之内，再将每瓣钢管和筒体间的缝隙封焊好，每一束集热管和被封装的对应的套管热管组合体称为集热套管热管；上集箱、下集箱的制作是将钢管沿轴向切割成两瓣，然后将每瓣钢管的切割面沿筒体径向贴在筒体外侧，并弯制成筒体套圈，再在套圈上开出与集热管口数量相同大小相对应的管口，再用套圈分别将筒体外侧上的集热管管束的上、下管口封装在套圈之内，再将套圈和筒体之间、集热管管口之间的缝隙分别封焊好；在完成上述主体制作后，再将设备的底座、上盖、人孔、排灰口等装到筒体上，然后再在筒体上开好余热介质的进出口，在上、下集箱上分别装上水蒸汽出口管、进水管、排污管；在完成上述工作后，对上、下集箱及集热管进行整体水压试验，该设备上、下集箱及集热管设计压力1.6Mpa，工作压力用户可在1.3Mpa以下选定；该结构的水的流道都在筒体外面，磨损和腐蚀少，使用寿命长，即使在筒体内的套管热管的热端——外套管受余热介质的磨损和腐蚀损坏后，其套管热管的冷端——内套管仍然可以正常工作；套管热管由于外加翅片，具有较大的翅化比，传热系数高，换热效果；该结构的水的流道都在筒体外侧面，并采用集热管的结构，结构简化，制作简单，安装方便，各集热管之间都有间距，损坏后易发现和维修，同时由于筒体外壁成为集热管束的组成部分，伴有水汽循环换热，设备可用于600℃介质的热能回收。

发明优点：本实用新型具有如下优点，制作简单，造价较低，导热性能强，水和水蒸汽的流道在筒体之外，磨损和腐蚀少，同时即使套管热管的外套管——热端损坏，内套管仍可正常工作，使用寿命长，损坏后易发现和维修，另外余热介质通道大，阻力小，动力损失小，并可用于500℃介质的热能回收。

附图说明：附图的说明如下：图1为设备主剖视图，图中1为筒体、2为下集箱、3为套管热管、4为集热管、5为上集箱、6为设备底座、7为支架、8为上盖、a1-2为软水进口、b1-2为水蒸汽出口、c为余热介质进口、d为余热介质出口、e为排灰口、f为排污口、g1-2为人孔；图2为A-A俯剖视图，图中a1-2为软水进口、2为下集箱、4为集热管、11为热管冷端开口；图3为左视图，图中D为套管热管式余热锅炉的直径、H为套管热管式余热锅炉的高、9为套管热管的热端外套管、10为套管热管的冷端内套管；图4为热管部件图，图中9为套管热管的热端外套管、10为套管热管的冷端内套管、11为套管热管冷端开口端、12为套管热管外套管的缩口端、13为套管热管的内套管封口端、14为套管热管的外套管封口端、M为套管热管的外套管缩口处的外径。

实施例：本实用新型将结合附图，以某合成氨厂的固定层煤气发生炉的余热回收为实施例，作进一步详细描述：

经对该厂固定层煤气发生炉进行实测得，该厂单炉煤气产量为8300NM³/h，炉煤炉出口煤气温度为350℃，压力为0.03Mpa，系统蒸汽压力为0.2Mpa，系统软水温度为85℃，根据上述主要参数，考虑到进套管热管式余热锅炉的介质为煤气，为防止低温露点腐蚀，故取套管热管式余热锅炉的余热介质出口温度为130℃，蒸汽压力为0.2Mpa，筒体压 力为0.05Mpa作为设计参数进行设计制作，具体数据如下表所示。

一、管口表

符号	公称尺寸	密封形式	用途
				a1-2	DN100	焊接	软水进口
b1-2	DN150	焊接	蒸汽出口
				c	DN800	焊接	煤气进口
d	DN800	焊接	煤气出口
				e	DN250	焊接	排灰口
f	DN50	焊接	排污口
				g1-2	DN500	焊接	人孔

二、技术特性

名称	参数
		上、下集箱及集热管管束设计压力Mpa	1.6
上、下集箱及集热管管束工作压力Mpa	0.2
		筒体设计压力Mpa	0.05
筒体工作压力Mpa	0.03
		软水进口温度℃	85
蒸汽出口温度℃	134
		煤气进口温度℃	350
煤气出口温度℃	130
		筒体外径Dmm	1700
筒体高度Hmm	8200
		上、下集箱管径mm	DN250
集热管管径mm	DN200
		换热面积m2	390
煤气流量NM3/h	8300
		套管热管冷端开口处管口外径	Φ38
套管热管热端缩口处管口外径Mmm	Φ46

另外，本设备的筒体、底座、上盖、支架、余热介质进口、余热介质出口、排灰口、人孔用Q235-B钢材制作；上下集箱、集热管、软水进口、蒸汽出口、排污口用20号锅炉钢制作。

Claims (1)

1.一种集热套管热管式余热锅炉，它主要由筒体、上集箱、下集箱、集热管、套管热管等组成，其特征在于：套管热管以筒体为隔板，外套管为热端在筒体内，内套管为冷端在套管内，外套管在筒体内吸收烟气的余热并将热量通过套管之间的工质传给内套管，再由内套管对其管内的水进行加热。