CN209540847U - 一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置，涉及超高温水蒸汽发生装置技术领域，包括低压超高温水蒸气发生装置，所述低压超高温水蒸气发生装置的一侧通过管道连接有饱和蒸汽发生装置，所述饱和蒸汽发生装置的一侧也通过管道连接有水泵。本实用新型的饱和蒸汽发生系统内的烟气通过烟气连通口连通进入饱和蒸汽冷凝器内，在饱和蒸汽冷凝器内再次热交换，从而使烟气温度可降至60℃以下，从而达到节能的目的，并降低了蒸汽的压力，提高了装置的安全性。通过在燃烧室和水蒸气超高温吸热装置之间设置一层挡火板，挡火板上面开设有一定数量的圆孔，用来辐射热量，提高设备的热效率。

Description

一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置

技术领域

本实用新型涉及超高温水蒸汽发生装置技术领域，具体是一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置。

背景技术

超高温水蒸汽发生装置是把燃料燃烧释放的热能通过热交换的方式来提高水蒸汽的温度，可以使蒸汽温度达到1000℃，用以满足不同行业的需求。

通常，超高温蒸汽的来源主要是通过增加蒸汽压力来获得，但是这种水蒸汽具有很高的压力，同时存在一定的安全隐患，并且有些行业无需使用压力，并且，通过增加蒸汽压力来得到高温水蒸汽的温度最高达到500℃，并不能满足行业需求。因此，本领域技术人员提供了一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置，以解决上述背景技术中提出的水蒸汽具有很高的压力，同时存在一定的安全隐患，并且有些行业无需使用压力，并且，通过增加蒸汽压力来得到高温水蒸汽的温度最高达到500℃，并不能满足行业需求的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置，包括低压超高温水蒸气发生装置，所述低压超高温水蒸气发生装置的一侧通过管道连接有饱和蒸汽发生装置，所述饱和蒸汽发生装置的一侧也通过管道连接有水泵，所述低压超高温水蒸气发生装置、饱和蒸汽发生装置和水泵通过电缆线共同连接有控制系统；

所述低压超高温水蒸气发生装置包括耐高温保温蓄热体，所述耐高温保温蓄热体的一端的下侧设置有水蒸气燃烧口，且耐高温保温蓄热体的另一端的下端设置有第二烟气连通口，所述耐高温保温蓄热体的顶端的一侧嵌入设置有超高温蒸汽出口，且耐高温保温蓄热体的顶端的另一侧嵌入设置有饱和水蒸气入口，所述耐高温保温蓄热体的内部靠近超高温蒸汽出口的一侧安装有水蒸气超高温吸热装置，且耐高温保温蓄热体的内部靠近水蒸气超高温吸热装置的下侧设置有水蒸气缓压吸热系统，所述耐高温保温蓄热体的内部靠近水蒸气缓压吸热系统的下侧设置有挡火板，且耐高温保温蓄热体的内部靠近挡火板的下侧设置有燃烧室，所述耐高温保温蓄热体的内部位于水蒸气超高温吸热装置的上端的一侧连接有第一烟气连通口，且耐高温保温蓄热体的内部位于第一烟气连通口的一端设置有水蒸气集束器，所述耐高温保温蓄热体的内部位于水蒸气集束器的下侧设置有水蒸气高温吸热装置，且耐高温保温蓄热体的内部位于水蒸气高温吸热装置的下侧设置有水蒸气减压分配器，所述第二烟气连通口的一端连接有水蒸气冷凝器，所述水蒸气冷凝器的上端设置有水蒸气烟气出口；

所述饱和蒸汽发生装置包括炉膛保温耐火材料，所述炉膛保温耐火材料的一端的下侧设置有汽水混合物出口，且炉膛保温耐火材料的另一端的下侧设置有饱和蒸汽燃烧口，所述炉膛保温耐火材料的一端远离汽水混合物出口的一侧设置有烟气连通口，且炉膛保温耐火材料的顶端靠近烟气连通口的一侧设置有蒸汽发生装置进水口，所述炉膛保温耐火材料的内部设置有饱和蒸汽发生系统，所述汽水混合物出口的顶端连接有汽水分离器，所述汽水分离器的顶端连接有饱和蒸汽出口，所述烟气连通口的一端连接有饱和蒸汽冷凝器，所述饱和蒸汽冷凝器的前侧的上端设置有冷凝器出水口，且饱和蒸汽冷凝器的前侧的下端设置有冷凝器冷水进口，所述饱和蒸汽冷凝器的一侧的下端连接有饱和蒸汽烟气出口。

作为本实用新型进一步的方案：所述饱和蒸汽发生系统的一端与汽水混合物出口连接，且饱和蒸汽发生系统的另一端与蒸汽发生装置进水口连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述饱和水蒸气入口与饱和蒸汽出口连接，所述水蒸气冷凝器与冷凝器冷水进口连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述水泵的输出端与蒸汽发生装置进水口连接，且水泵的输入端与冷凝器出水口连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述控制系统由超高温部分、饱和蒸汽发生部分和PLC控制器组成，其中，超高温部分由水蒸汽出口温度传感器、炉膛温度传感器和蒸汽出口压力传感器组成，饱和蒸汽发生部分由蒸汽压力传感器、蒸汽温度传感器、流量传感器和液位传感器组成。

作为本实用新型再进一步的方案：所述水蒸气高温吸热装置为一种由多支激光焊接翅片管组成的构件，所述挡火板上面有一定数量的圆孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1、饱和蒸汽发生系统与饱和蒸汽冷凝器通过烟气连通口连通水蒸汽，饱和蒸汽发生系统内的烟气通过烟气连通口连通进入饱和蒸汽冷凝器内，在饱和蒸汽冷凝器内再次热交换，交换后的低温烟气通过饱和蒸汽烟气出口排入大气，从而使烟气温度可降至60℃以下，从而达到节能的目的，并降低了蒸汽的压力，提高了装置的安全性。

2、通过在燃烧室和水蒸气超高温吸热装置之间设置一层挡火板，挡火板上面开设有一定数量的圆孔，用来辐射热量，避免火焰直接接触内部配件而影响设备的使用寿命，整个炉体周围用耐高温的耐高温保温蓄热体所包裹，保证热量最小程度的流失，提高设备的热效率。

附图说明

图1为一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置的结构示意图；

图2为一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置中低压超高温水蒸气发生装置的剖视图；

图3为一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置中饱和蒸汽发生装置的剖视图。

图中：1、低压超高温水蒸气发生装置；101、水蒸气燃烧口；102、耐高温保温蓄热体；103、燃烧室；104、挡火板；105、水蒸气缓压吸热系统；106、水蒸气超高温吸热装置；107、水蒸气高温吸热装置；108、第一烟气连通口；109、超高温蒸汽出口；110、第二烟气连通口；111、饱和水蒸气入口；112、水蒸气减压分配器；113、水蒸气集束器；114、水蒸气冷凝器；115、水蒸气烟气出口；2、饱和蒸汽发生装置；201、饱和蒸汽燃烧口；202、饱和蒸汽发生系统；203、炉膛保温耐火材料；204、汽水混合物出口；205、蒸汽发生装置进水口；206、烟气连通口；207、汽水分离器；208、饱和蒸汽出口；209、饱和蒸汽冷凝器；210、冷凝器出水口；211、冷凝器冷水进口；212、饱和蒸汽烟气出口；3、水泵；4、控制系统。

具体实施方式

请参阅图1～3本实用新型实施例中，一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置，包括低压超高温水蒸气发生装置1，低压超高温水蒸气发生装置1的一侧通过管道连接有饱和蒸汽发生装置2，饱和蒸汽发生装置2的一侧也通过管道连接有水泵3，低压超高温水蒸气发生装置1、饱和蒸汽发生装置2和水泵3通过电缆线共同连接有控制系统4；

低压超高温水蒸气发生装置1包括耐高温保温蓄热体102，耐高温保温蓄热体102的一端的下侧设置有水蒸气燃烧口101，耐高温保温蓄热体102的另一端的下端设置有第二烟气连通口110，耐高温保温蓄热体102的顶端的一侧嵌入设置有超高温蒸汽出口109，耐高温保温蓄热体102的顶端的另一侧嵌入设置有饱和水蒸气入口111，耐高温保温蓄热体102的内部靠近超高温蒸汽出口109的一侧安装有水蒸气超高温吸热装置106，耐高温保温蓄热体102的内部靠近水蒸气超高温吸热装置106的下侧设置有水蒸气缓压吸热系统105，耐高温保温蓄热体102的内部靠近水蒸气缓压吸热系统105的下侧设置有挡火板104，耐高温保温蓄热体102的内部靠近挡火板104的下侧设置有燃烧室103，耐高温保温蓄热体102的内部位于水蒸气超高温吸热装置106的上端的一侧连接有第一烟气连通口108，耐高温保温蓄热体102的内部位于第一烟气连通口108的一端设置有水蒸气集束器113，耐高温保温蓄热体102的内部位于水蒸气集束器113的下侧设置有水蒸气高温吸热装置107，耐高温保温蓄热体102的内部位于水蒸气高温吸热装置107的下侧设置有水蒸气减压分配器112，第二烟气连通口110的一端连接有水蒸气冷凝器114，水蒸气冷凝器114的上端设置有水蒸气烟气出口115；

饱和蒸汽发生装置2包括炉膛保温耐火材料203，炉膛保温耐火材料203的一端的下侧设置有汽水混合物出口204，炉膛保温耐火材料203的另一端的下侧设置有饱和蒸汽燃烧口201，炉膛保温耐火材料203的一端远离汽水混合物出口204的一侧设置有烟气连通口206，炉膛保温耐火材料203的顶端靠近烟气连通口206的一侧设置有蒸汽发生装置进水口205，炉膛保温耐火材料203的内部设置有饱和蒸汽发生系统202，汽水混合物出口204的顶端连接有汽水分离器207，汽水分离器207的顶端连接有饱和蒸汽出口208，烟气连通口206的一端连接有饱和蒸汽冷凝器209，饱和蒸汽冷凝器209的前侧的上端设置有冷凝器出水口210，饱和蒸汽冷凝器209的前侧的下端设置有冷凝器冷水进口211，饱和蒸汽冷凝器209的一侧的下端连接有饱和蒸汽烟气出口212。

为了使饱和蒸汽发生系统202内的蒸汽进入汽水分离器207内，饱和蒸汽发生系统202的一端与汽水混合物出口204连接，饱和蒸汽发生系统202的另一端与蒸汽发生装置进水口205连接。

为了使汽水分离器207内的蒸汽进入饱和水蒸气入口111内，饱和水蒸气入口111与饱和蒸汽出口208连接，水蒸气冷凝器114与冷凝器冷水进口211连接。

为了使蒸汽在设备内往复循环，水泵3的输出端与蒸汽发生装置进水口205连接，水泵3的输入端与冷凝器出水口210连接。

为了达到设备安全高效地运行目的，控制系统4由超高温部分、饱和蒸汽发生部分和PLC控制器组成，其中，超高温部分由水蒸汽出口温度传感器、炉膛温度传感器和蒸汽出口压力传感器组成，饱和蒸汽发生部分由蒸汽压力传感器、蒸汽温度传感器、流量传感器和液位传感器组成。

为了使流动的水蒸汽在足够大的换热面积条件下吸收热量，水蒸气高温吸热装置107为一种由多支激光焊接翅片管组成的构件，为了避免火焰直接接触内部配件而影响设备的使用寿命，挡火板104上面有一定数量的圆孔。

本实用新型的工作原理：外界的水由冷凝器冷水进口211进入饱和蒸汽冷凝器209内，在饱和蒸汽燃烧口201的作用下经过换热升温后，通过水泵3由冷凝器出水口210进入蒸汽发生装置进水口205，再进入饱和蒸汽发生系统202内，逐级升温后的水在饱和蒸汽发生系统202内实行单管逆流循环，循环过程中渐次升温，在靠近炉膛高温区域时同时达到沸点而产生汽水混合物，经汽水混合物出口204进入汽水分离器207内，汽水分离后通过饱和蒸汽出口208进入饱和水蒸气入口111进行蒸汽二次加热，饱和蒸汽发生系统202与饱和蒸汽冷凝器209通过烟气连通口206连通水蒸汽，饱和蒸汽发生系统202内的烟气通过烟气连通口206连通进入饱和蒸汽冷凝器209内，在饱和蒸汽冷凝器209内再次热交换，交换后的低温烟气通过饱和蒸汽烟气出口212排入大气，烟气温度可降至60℃以下，以达到节能的目的，同时，饱和蒸汽冷凝器209内的冷水经热交换后可升温到60℃左右，在水泵3的强制作用下进入饱和蒸汽发生系统202内往复循环，水在系统内足够大的换热面积条件下，经饱和蒸汽燃烧口201的持续加热升温以最快的速度形成汽水混合物进入汽水分离器207进行汽水分离，最终成为水蒸汽进入水蒸气高温吸热装置107，饱和水蒸汽由饱和水蒸气入口111进入水蒸气减压分配器112内，经水蒸气高温吸热装置107后进入水蒸气集束器113，再由第一烟气连通口108进入水蒸气超高温吸热装置106内，通过第一烟气连通口108与水蒸气超高温吸热装置106连通，由水蒸气超高温吸热装置106进入的烟气温度可达到700℃，烟气在耐高温保温蓄热体内持续循环提供热量，让在水蒸气减压分配器112和水蒸气集束器113之间流动的水蒸汽在足够大的换热面积条件下吸收热量，达到水蒸汽第一次升温的目的，蒸汽温度可达到450℃，饱和水蒸汽由饱和水蒸气入口111进入水蒸气减压分配器112内，水蒸气减压分配器112与水蒸气集束器113由多支翅片管组成的水蒸气高温吸热装置107连接，带有一定压力的饱和水蒸汽进入水蒸气减压分配器112后，再进入翅片管内，再进入水蒸气集束器113，通过对水蒸汽的分流以及增大输送管径来达到减压的目的，最终进入超高温吸热系统的水蒸汽压力可达到常压或者低于设定的压力，燃烧室103和水蒸气超高温吸热装置106之间由一层挡火板104间隔，挡火板104上面有一定数量的圆孔，用来辐射热量，避免火焰直接接触内部配件而影响设备的使用寿命，整个炉体周围用耐高温的耐高温保温蓄热体102所包裹，保证热量最小程度的流失，提高设备的热效率，水蒸气缓压吸热系统105和水蒸气超高温吸热装置106的材质为耐高温超导合金钢，能承受1500℃高温，水蒸汽循环方式采用单管逆流循环，高温（450℃）水蒸汽由饱和水蒸气入口111进入，逐渐向下循环，最终进入水蒸气缓压吸热系统105，然后由超高温蒸汽出口109释放，循环的同时，水蒸气燃烧口101开始工作在燃烧室103内燃烧，燃烧室103的温度达到1600℃，经挡火板104上的圆孔把热量辐射给水蒸气超高温吸热装置106，空间温度达1500℃，在蒸汽流动及足够大的换热面积作用下，使水蒸汽充分吸热从而达到1000℃的温度，水蒸汽进入缓压吸热系统内进行留存缓压，再经大口径出的管道排出，最终达到超高温1000℃低压的目的。

以上所述的，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置，包括低压超高温水蒸气发生装置（1），其特征在于，所述低压超高温水蒸气发生装置（1）的一侧通过管道连接有饱和蒸汽发生装置（2），所述饱和蒸汽发生装置（2）的一侧也通过管道连接有水泵（3），所述低压超高温水蒸气发生装置（1）、饱和蒸汽发生装置（2）和水泵（3）通过电缆线共同连接有控制系统（4）；

所述低压超高温水蒸气发生装置（1）包括耐高温保温蓄热体（102），所述耐高温保温蓄热体（102）的一端的下侧设置有水蒸气燃烧口（101），且耐高温保温蓄热体（102）的另一端的下端设置有第二烟气连通口（110），所述耐高温保温蓄热体（102）的顶端的一侧嵌入设置有超高温蒸汽出口（109），且耐高温保温蓄热体（102）的顶端的另一侧嵌入设置有饱和水蒸气入口（111），所述耐高温保温蓄热体（102）的内部靠近超高温蒸汽出口（109）的一侧安装有水蒸气超高温吸热装置（106），且耐高温保温蓄热体（102）的内部靠近水蒸气超高温吸热装置（106）的下侧设置有水蒸气缓压吸热系统（105），所述耐高温保温蓄热体（102）的内部靠近水蒸气缓压吸热系统（105）的下侧设置有挡火板（104），且耐高温保温蓄热体（102）的内部靠近挡火板（104）的下侧设置有燃烧室（103），所述耐高温保温蓄热体（102）的内部位于水蒸气超高温吸热装置（106）的上端的一侧连接有第一烟气连通口（108），且耐高温保温蓄热体（102）的内部位于第一烟气连通口（108）的一端设置有水蒸气集束器（113），所述耐高温保温蓄热体（102）的内部位于水蒸气集束器（113）的下侧设置有水蒸气高温吸热装置（107），且耐高温保温蓄热体（102）的内部位于水蒸气高温吸热装置（107）的下侧设置有水蒸气减压分配器（112），所述第二烟气连通口（110）的一端连接有水蒸气冷凝器（114），所述水蒸气冷凝器（114）的上端设置有水蒸气烟气出口（115）；

所述饱和蒸汽发生装置（2）包括炉膛保温耐火材料（203），所述炉膛保温耐火材料（203）的一端的下侧设置有汽水混合物出口（204），且炉膛保温耐火材料（203）的另一端的下侧设置有饱和蒸汽燃烧口（201），所述炉膛保温耐火材料（203）的一端远离汽水混合物出口（204）的一侧设置有烟气连通口（206），且炉膛保温耐火材料（203）的顶端靠近烟气连通口（206）的一侧设置有蒸汽发生装置进水口（205），所述炉膛保温耐火材料（203）的内部设置有饱和蒸汽发生系统（202），所述汽水混合物出口（204）的顶端连接有汽水分离器（207），所述汽水分离器（207）的顶端连接有饱和蒸汽出口（208），所述烟气连通口（206）的一端连接有饱和蒸汽冷凝器（209），所述饱和蒸汽冷凝器（209）的前侧的上端设置有冷凝器出水口（210），且饱和蒸汽冷凝器（209）的前侧的下端设置有冷凝器冷水进口（211），所述饱和蒸汽冷凝器（209）的一侧的下端连接有饱和蒸汽烟气出口（212）。

2.根据权利要求1所述的一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置，其特征在于，所述饱和蒸汽发生系统（202）的一端与汽水混合物出口（204）连接，且饱和蒸汽发生系统（202）的另一端与蒸汽发生装置进水口（205）连接。

3.根据权利要求1所述的一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置，其特征在于，所述饱和水蒸气入口（111）与饱和蒸汽出口（208）连接，所述水蒸气冷凝器（114）与冷凝器冷水进口（211）连接。

4.根据权利要求1所述的一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置，其特征在于，所述水泵（3）的输出端与蒸汽发生装置进水口（205）连接，且水泵（3）的输入端与冷凝器出水口（210）连接。

5.根据权利要求1所述的一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置，其特征在于，所述控制系统（4）由超高温部分、饱和蒸汽发生部分和PLC控制器组成，其中，超高温部分由水蒸汽出口温度传感器、炉膛温度传感器和蒸汽出口压力传感器组成，饱和蒸汽发生部分由蒸汽压力传感器、蒸汽温度传感器、流量传感器和液位传感器组成。

6.根据权利要求1所述的一种燃气低压超高温水蒸汽发生装置，其特征在于，所述水蒸气高温吸热装置（107）为一种由多支激光焊接翅片管组成的构件，所述挡火板（104）上面有一定数量的圆孔。