CN210662789U - 固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统，该系统包括：汽水分离器；内风程加热区，包括外壁、左端壁和右端壁围成封闭空心结构状，外壁上设有补水口；多根加热管通过多个通孔贯穿于内风程加热区的内部；外风程加热区，包括外风壳和均匀设置于外风壳内的多根换热管，多根换热管的上端与蒸汽发生器本体贯通连接，多根换热管的下端与内风程加热区贯通连接；多根换热管包括多根升腾管和多根沉降管，升腾管和沉降管分别与汽水分离器的入口连接，汽水分离器的出汽口与蒸汽出口连接。其优点在于蒸汽发生时间短，热量损失小，使产汽临界风温更低，热转化率高，水介质在系统中自循环，节省能源。

Description

固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统

技术领域

本实用新型涉及蒸汽锅炉技术领域，更具体地，涉及一种固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统。

背景技术

锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。而固体电蓄热蒸汽锅炉主要是利用热源热风将冷水加温产生高温蒸汽。

目前固体电蓄热蒸汽锅炉中的发生器换热装置与储汽装置分离设置，换热装置为单风程，因此，存在体积过大，占地面积大，要求热风的最低温度高，产生蒸汽温度(压力)低，发生器不易保温，转化效率偏低等问题。

因此，有必要开发一种固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统，能够实现蒸汽一体化，达到内外风程同时加热，实现水介质自循环的优点。

公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提出了一种固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统，其能够通过设置内风程加热区和外风程加热区进行两次加热，减少蒸汽储存装置的设置，系统体积小，易保温，达到热量损失小的目的。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统，包括蒸汽发生器本体，所述蒸汽发生器本体上设有蒸汽出口，所述蒸汽发生器系统还包括：

汽水分离器，固定设置于所述蒸汽发生器本体内部；

内风程加热区，包括外壁、左端壁和右端壁，所述外壁、所述左端壁和所述右端壁围成封闭空心结构状，所述内风程加热区设置于所述蒸汽发生器本体的正下方，所述外壁上设有补水口；

其中，所述左端壁和所述右端壁上对称设有多个通孔；

加热管，多根所述加热管通过多个所述通孔贯穿于所述内风程加热区的内部；

外风程加热区，包括外风壳和均匀设置于所述外风壳内的多根换热管，多根所述换热管的上端与所述蒸汽发生器本体贯通连接，多根所述换热管的下端与所述内风程加热区贯通连接；

其中，多根所述换热管包括多根升腾管和多根沉降管，所述升腾管和所述沉降管分别与所述汽水分离器的入口连接，所述汽水分离器的出汽口与所述蒸汽出口连接；

固体电蓄热机组，所述固体电蓄热机组的出风口分别与所述加热管和所述外风壳连通；

其中，与所述外风壳连通的所述固体电蓄热机组的出风口位于所述升腾管的一侧。

优选地，所述蒸汽发生器系统还包括：

保温外壳，套于所述蒸汽发生器本体、所述内风程加热区和所述外风程加热区的外部。

优选地，所述内风程加热区的外壁上还设有排污口。

优选地，所述蒸汽发生器本体上还设有安全监测单元，所述安全监测单元包括压力监测单元、温度监测单元和液位监测单元。

优选地，所述压力监测单元是压力传感器或压力表，所述温度监测单元是温度传感器或温度表，所述液位监测单元是液位计或液位传感器。

优选地，所述蒸汽发生器本体上还设有安全阀。

优选地，所述换热管为翅片管。

优选地，所述蒸汽发生器系统还包括：

控制器，所述控制器与所述固体电蓄热机组通信连接，所述控制器与所述安全监测单元通信连接，所述控制器与所述安全阀通信连接。

本实用新型的有益效果：

1)通过设置内风程加热区和外风程加热区，使蒸汽发生器系统达到内外两次加热，蒸汽发生时间短，热量损失小，一体化易保温，不需另外设置蒸汽储存装置，减小蒸汽发生器系统的体积；

2)由于内外两次加热，使产汽临界风温(保证蒸汽正常产量最低风温)同比降低30—50摄氏度，热转化率高；

3)水介质在蒸汽发生器系统中实现自循环，省掉动力循环，节省能源。

本实用新型的蒸汽发生器系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本实用新型的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。

图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的一种固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统的主视图。

图2示出了本实用新型图1的侧视图。

图3示出了本实用新型图1的A-A向视图。

附图标记说明：

1、蒸汽发生器本体；11、蒸汽出口；12、安全阀；13、温度监测单元；14、压力监测单元；15、液位监测单元；2、内风程加热区；21、补水口；22、排污口；23、外壁；24、左端壁；25、右端壁；3、加热管；4、外风程加热区；41、外风壳；42、升腾管；43、沉降管。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的一种固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统的主视图。图2示出了本实用新型图1的侧视图。图3示出了本实用新型图1的A-A向视图。

如图1-图3所示，本实用新型提供了一种固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统，包括蒸汽发生器本体1，蒸汽发生器本体1上设有蒸汽出口11，该蒸汽发生器系统还包括：

汽水分离器(未示出)，固定设置于蒸汽发生器本体1内部；

内风程加热区2，包括外壁23、左端壁24和右端壁25，外壁23、左端壁24和右端壁25围成封闭空心结构状，内风程加热区2设置于蒸汽发生器本体的正下方，外壁23上设有补水口21；

其中，左端壁24和右端壁25上对称设有多个通孔；

加热管3，多根加热管3通过多个通孔贯穿于内风程加热区2的内部；

外风程加热区4，包括外风壳41和均匀设置于外风壳41内的多根换热管，多根换热管的上端与蒸汽发生器本体1贯通连接，多根换热管的下端与内风程加热区2贯通连接；

其中，多根换热管包括多根升腾管42和多根沉降管43，升腾管42和沉降管43分别与汽水分离器的入口连接，汽水分离器的出汽口与蒸汽出口11连接；

固体电蓄热机组(未示出)，固体电蓄热机组的出风口分别与加热管3和外风壳41连通；

其中，与外风壳41连通的固体电蓄热机组的出风口位于升腾管42的一侧。

其中，外壁23围成一个空心结构的任意形状，左端壁24和右端壁25在外壁23的两端与外壁23焊接到一起，围成封闭空心结构状，形成封闭水介质空腔，在通孔处有序插入多根加热管3，多根加热管3分别与左端壁24和右端壁25焊接固定。

进一步地，加热管3采用细无缝管，外壁23也可以采用粗无缝管，以避免漏点。

其中，粗无缝管的直径由蒸汽发生器系统每小时产汽量计算，细无缝管优选为DN25无缝管，为保证细无缝管与左端壁24和右端壁25的焊接距离，细无缝管之间的中心距为50mm，排列方式优选为环形阵列形式，布满封闭水介质空腔的内部，力求最大的换热面积。

进一步地，蒸汽发生器系统还包括：

控制器(未示出)，控制器与固体电蓄热机组通信连接，控制器优选为PLC。

固体电蓄热机组产生的热风通过PLC调控变频风机获得，热风通过细无缝管，将封闭水介质空腔内的水进行第一次加热，形成第一次热交换，并把降温后的冷风送回固体电蓄热机组。

具体地，变频风机、引风风道、回风风道、固体电蓄热机组及细无缝管形成闭式循环通道，热风在变频风机吸引作用下经由引风风道，进入各细无缝管内，并与封闭水介质空腔内的水进行热交换，水温升高，风温下降，降温后的冷风在变频风机作用下通过回风风道送回固体电蓄热机组再次加热，达到循环换热的目的，其中，风速通过电气调控，电气调控为现有成熟技术在此不再赘述。

其中，变频风机安装于沉降管43的一侧。

进一步地，内风程加热区2的外壁23上还设有排污口22。

其中，封闭水介质空腔内的水位降低后，补水泵通过补水口21向封闭水介质空腔内进水，蒸汽发生器系统不断将水转化为水蒸汽，期间由于水质的原因，不可避免地产生污垢从而影响换热效率，因此，在外壁23上设置排污口22，连接排污阀。

其中，排污阀可选手动或电动，排污周期根据实际情况设定，定期排污，保证提高蒸汽发生器系统的使用效率，以及延长其使用寿命。

作为优选方案，换热管为翅片管。

翅片管是一种换热元件，为了提高换热效率，通常在换热管的表面通过加翅片，增大换热管的外表面积(或内表面积)，从而达到提高换热效率的目的。

同理，利用PLC调控变频风机，通过变频风机控制固体电蓄热机组产生热风在外风壳41内循环，将翅片管内的水进行二次加热，二次加热后的高温高压汽水混合体在外风程加热区4的升腾管42中升腾至蒸汽发生器本体1中，经过汽水分离器的分离后，水的部分通过沉降管43回流到内风程加热区2的封闭水介质空腔内，蒸汽部分通过蒸汽出口11排出。

其中，升腾和沉降根据流体密度对流和流体动力原理实现。

由于本实用新型的蒸汽发生器系统设置了内风程加热区2和外风程加热区4，对水进行了两次加热，蒸汽发生时间短，即产即供，不用另外设置蒸汽储存装置，因此，蒸汽发生器系统体积小，一体化易保温，热量损失小。

进一步地，由于内风程加热区2和外风程加热区4的两次加热，使产汽临界风温(保证蒸汽正常产量最低风温)同比降低30—50摄氏度，热转化率更高。

作为优选方案，蒸汽发生器本体1上还设有安全监测单元，安全监测单元包括压力监测单元14、温度监测单元13和液位监测单元15。

其中，压力监测单元14是压力传感器或压力表、温度监测单元13是温度传感器或温度表、液位监测单元15是液位计或液位传感器。

进一步地，蒸汽发生器本体1上还设有安全阀12。

作为优选方案，控制器分别与安全监测单元和安全阀12通信连接，其中，控制器优选为PLC。

压力监测单元14、温度监测单元13和液位监测单元15均通过PLC进行调控，安全阀12对蒸汽发生器本体1实现高压保护的目的，其中，蒸汽发生器本体1上安装液位监测单元15，通过PLC调控能够通过补水口21实现对整个蒸汽发生器系统的自动补水。

水介质在蒸汽发生器系统中实现自循环，省掉动力循环，节省能源。

作为优选方案，蒸汽发生器系统还包括：

保温外壳，套于蒸汽发生器本体1、内风程加热区2和外风程加热区4的外部。

外部设置保温外壳，能有效地防止热量损失。

以上已经描述了本实用新型的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的实施例。

Claims (8)

1.一种固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统，包括蒸汽发生器本体，所述蒸汽发生器本体上设有蒸汽出口，其特征在于，所述蒸汽发生器系统还包括：

汽水分离器，固定设置于所述蒸汽发生器本体内部；

内风程加热区，包括外壁、左端壁和右端壁，所述外壁、所述左端壁和所述右端壁围成封闭空心结构状，所述内风程加热区设置于所述蒸汽发生器本体的正下方，所述外壁上设有补水口；

其中，所述左端壁和所述右端壁上对称设有多个通孔；

加热管，多根所述加热管通过多个所述通孔贯穿于所述内风程加热区的内部；

外风程加热区，包括外风壳和均匀设置于所述外风壳内的多根换热管，多根所述换热管的上端与所述蒸汽发生器本体贯通连接，多根所述换热管的下端与所述内风程加热区贯通连接；

其中，多根所述换热管包括多根升腾管和多根沉降管，所述升腾管和所述沉降管分别与所述汽水分离器的入口连接，所述汽水分离器的出汽口与所述蒸汽出口连接；

固体电蓄热机组，所述固体电蓄热机组的出风口分别与所述加热管和所述外风壳连通；

其中，与所述外风壳连通的所述固体电蓄热机组的出风口位于所述升腾管的一侧。

2.根据权利要求1所述的固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统，其特征在于，所述蒸汽发生器系统还包括：

保温外壳，套于所述蒸汽发生器本体、所述内风程加热区和所述外风程加热区的外部。

3.根据权利要求1所述的固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统，其特征在于，所述内风程加热区的外壁上还设有排污口。

4.根据权利要求1所述的固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统，其特征在于，所述蒸汽发生器本体上还设有安全监测单元，所述安全监测单元包括压力监测单元、温度监测单元和液位监测单元。

5.根据权利要求4所述的固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统，其特征在于，所述压力监测单元是压力传感器或压力表，所述温度监测单元是温度传感器或温度表，所述液位监测单元是液位计或液位传感器。

6.根据权利要求5所述的固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统，其特征在于，所述蒸汽发生器本体上还设有安全阀。

7.根据权利要求1所述的固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统，其特征在于，所述换热管为翅片管。

8.根据权利要求6所述的固体电蓄热蒸汽锅炉的蒸汽发生器系统，其特征在于，所述蒸汽发生器系统还包括：

控制器，所述控制器与所述固体电蓄热机组通信连接，所述控制器与所述安全监测单元通信连接，所述控制器与所述安全阀通信连接。

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