CN210740718U - 超导蓄热锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超导蓄热锅炉，包括锅炉壳体，所述的锅炉壳体的内部安装有电磁感应加热机构和超导体发热机构，所述电磁感应加热机构和超导体发热机构均接入电控操作箱，在接近超导体发热机构的锅炉壳体上安装有散热风机，在所述锅炉壳体外部的一侧设置有进水口和出水口，所述的进水口通过管道分别接入电磁感应加热机构和超导体发热机构的进水端口，所述的出水口通过管道分别接入电磁感应加热机构和超导体发热机构的出水端口。本实用新型的优点是：采用变频电磁感应直接加热与热辐射超导加热超高温蓄热体结合，可实现不间断供热的同时极大的降低采暖成本。

Description

超导蓄热锅炉

技术领域

本实用新型属于蓄热锅炉领域，尤其涉及一种超导蓄热锅炉。

背景技术

现有的蓄热锅炉的保温水箱蓄热热能储存在水箱的水里，这种水蓄热方式占用建筑面积大，保温效果差，热效率低，控制系统繁琐，工程量巨大。固体材料蓄热采用电加热管加热蓄热材料，热能储存在固体材料里，当需要热量释放时，利用耐高温循环风机将空气送入储热介质风道加热后，再通过风道终端的热交换器，与换热器的循环水进行热交换，输出热水达到供热目的。电加热管与固体蓄热材料导热连接制作繁琐，安装成品率低，不方便更换维修，运输过程中易损坏。风道密封效果差，通过气体热对流换热效率低，风机耗能大，成本高，易损坏。设备体积大，间隙漏风放热，不易移动不环保。这两种电加热蓄热方式，蓄热温度低，热能转换慢，效率低，市场急需新的节能蓄热方式的替代。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种超导蓄热锅炉，本实用新型的技术方案是：

一种超导蓄热锅炉，包括锅炉壳体，所述的锅炉壳体的内部安装有电磁感应加热机构和热辐射加热超导体发热机构，该热辐射加热超导体发热机构的底部安装有隔热玻璃钢板，所述电磁感应加热机构和热辐射加热超导体发热机构均接入电控操作箱，在接近超导体发热机构的锅炉壳体上安装有散热风机，在所述锅炉壳体外部的一侧设置有进水口和出水口，所述的进水口通过管道分别接入电磁感应加热机构和超导体发热机构的进水端口，所述的出水口通过管道分别接入电磁感应加热机构和超导体发热机构的出水端口。

与进水口连接的管道分成直热进水管道和蓄热进水管道，所述的直热进水管道接入电磁感应加热机构，所述的蓄热进水管道接入超导体发热机构，在所述的直热进水管道安装有第一电动球阀，蓄热进水管道上安装有第二电动球阀，所述的第一电动球阀和第二电动球阀均接入电控操作箱，通过第一电动球阀控制直热进水管道的启闭；通过第二电动球阀控制蓄热进水管道的启闭。

所述的电磁感应加热机构为电磁感应加热管。

所述的超导体发热机构包括防护支架、石棉保温层、固体蓄热层、隔热砖和阶梯热传导合金板，在所述的防护支架内壁安装有石棉保温层，在该石棉保温层围绕的空间内依次安装有固体蓄热层和换热水箱，在所述石棉保温层与固体蓄热层之间安装有隔热砖，所述的固体蓄热层为数块蓄热砖组成的蓄热单元，相邻两固体蓄热层之间安装有阶梯热传导合金板，每一所述阶梯热传导合金板的下端伸入至换热水箱内的单组加热管路内，该换热水箱内安装有多组与阶梯热传导合金板对应的加热管道；所述的阶梯热传导合金板附近的防护支架上安装在热辐射源。

所述的固体蓄热层为镁铁蓄热砖或陶瓷蓄热砖。

所述的热辐射源安装在蓄热单元底部或者周边。

还包括安装在一锅炉壳体内的风机，所述的风机与固体蓄热层相对应。

在所述固体蓄热层的底部设置有与锅炉壳体外部连通的通风管道，在每一所述的通风管道内安装有超导换热机构。

所述的超导换热机构包括翅片管和换热管道，所述的换热管道上套有一翅片管，该翅片管与换热管道焊接在一起，所述的换热管道上安装有法兰，该换热管道与通风管道通过法兰连接在一起。

本实用新型的优点是：采用变频电磁感应加热管直接加热与热辐射超导加热超高温蓄热体结合，可实现不间断供热的同时，降低采暖成本。充分应用锅炉耐热耐压绝热保温和有机热载体材料性能，锅炉壳体采用B713-86锅炉用碳素钢或低合金钢钢板焊接，受压拉应力强钢板抗冲击不变形，导热效果好。阶梯热传导合金板采用GB4238-92奥氏体耐热钢板焊接而成，采用最高热输入超过50kJ/cm 焊接工艺，热膨胀系数低，高温耐热保温。固体蓄热层选用镁铁蓄热砖或陶瓷蓄热砖，且以氧化镁、铁元素、方镁石为主要原料的碱性耐火材料，蓄热温度高达800度，减少热损，节约能源。

附图说明

图1是本实用新型的主体结构示意图。

图2是本实用新型的另一主体结构示意图。

图3是图1中的超导体发热机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本实用新型，本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。

参见图1至图3，本实用新型涉及一种超导蓄热锅炉，包括锅炉壳体1，所述的锅炉壳体1的内部安装有电磁感应加热机构和超导体发热机构，该热辐射加热超导体发热机构的底部安装有隔热玻璃钢板2，所述电磁感应加热机构和超导体发热机构均接入电控操作箱6，在接近超导体发热机构的锅炉壳体1上安装有散热风机4，在所述锅炉壳体1外部的一侧设置有进水口13和出水口14，其中进水口13位于出水口的下部，所述的进水口13通过管道分别接入电磁感应加热机构和超导体发热机构的进水端口，所述的出水口14通过管道分别接入电磁感应加热机构和超导体发热机构的出水端口。

与进水口连接的管道分成直热进水管道和蓄热进水管道，所述的直热进水管道接入电磁感应加热机构，所述的蓄热进水管道接入超导体发热机构，在所述的直热进水管道安装有第一电动球阀，蓄热进水管道上安装有第二电动球阀，所述的第一电动球阀和第二电动球阀均接入电控操作箱，通过第一电动球阀控制直热进水管道的启闭；通过第二电动球阀控制蓄热进水管道的启闭。根据加热情况，选择电磁感应加热机构开启第一电动球阀，关闭第二电动球阀；当选用超导体发热机构时，开启第二电动球阀，关闭第一电动球阀。

所述的电磁感应加热机构为电磁感应加热管4。

所述的超导体发热机构包括防护支架8、石棉保温层9、固体蓄热层10、隔热砖11和阶梯热传导合金板12，在所述的防护支架8内壁安装有石棉保温层9，在该石棉保温层9围绕的空间内依次安装有固体蓄热层10和换热水箱7，在所述石棉保温层9与固体蓄热层10之间安装有隔热砖11，所述的固体蓄热层10为数块蓄热砖组成的蓄热单元，相邻两固体蓄热层10之间安装有阶梯热传导合金板12，每一所述阶梯热传导合金板12的下端伸入至换热水箱7内的单组加热管路内，该换热水箱内安装有多组与阶梯热传导合金板对应的加热管道；所述的阶梯热传导合金板12附近的防护支架上安装在热辐射源。通过在两固体蓄热层之间增加或减少阶梯热传导合金板的数量来改变与固体蓄热层的接触传热面积，进而实现热量阶梯传递功能。

所述的热辐射源安装在蓄热单元底部或者周边。

还包括安装在一锅炉壳体内的风机，所述的风机与固体蓄热层相对应，利用该风机循环固体蓄热层加热的高温热风，实现能量转移。

所述的的固体蓄热层10为镁铁蓄热砖或陶瓷蓄热砖。

在所述固体蓄热层10的底部设置有与锅炉壳体外部连通的通风管道，在每一所述的通风管道内安装有超导换热机构。

所述的超导换热机构包括翅片管和换热管道，所述的换热管道上套有一翅片管，该翅片管与换热管道焊接在一起，所述的换热管道上安装有法兰，该换热管道与通风管道通过法兰连接在一起。

本实用新型的工作原理是：热辐射源通过阶梯热传导合金板将电能转化为热能，通过热交换将热能储存在固体蓄热层10中。固体蓄热层10外层采用高效绝缘材料隔热砖11，使高温蓄热体与外环境隔绝，达到绝热保温的效果. 当负载需要热量供给时，设备可通过阶梯热传导合金板向换热水箱7按热量梯度等级传递热量（通过在两固体蓄热层之间增加或减少阶梯热传导合金板的数量来改变与固体蓄热层的接触传热面积，进而实现热量阶梯传递功能），阶梯热传导合金板有梯度功能热传导材料结构，使热量均匀的换热，从而实现与换热水箱中的循环水流量大小按需进行热交换，避免水受热体积膨胀水箱热胀冷缩现象出现。固体蓄热层和换热水箱采用嵌入式结构，有效杜绝热量外泄，从而使蓄热换热做成一体式结构，布局紧凑，提升热效率，减少热损失。阶梯热传导合金板外层采用石棉保温层，使高温发热体与外环境达到热绝缘。

本实用新型的优点是：

（1）固体蓄热层的耐热温度高，阶梯热传导合金板选用临界温度最低的耐高温超导金属材料铌或高温氧化物陶瓷超导体或Nb-Ti合金制成，达到临界温度超导体处于超导态，温度骤增。固体蓄热层采用平壁传热方式传递给换热水箱里的低温流体。

(2) 储热能力强，一体化结构设计，占地面积小。

(3) 热效率高，加热方式采用辐射传热，传热效果稳定，效率极高。

(4) 安装便捷，对锅炉房适应性强。本产品可根据锅炉房特殊尺寸进行布置，采用现场安装方式，锅炉各重要部件可由建筑物的一般通道运抵现场组合安装；锅炉整体采用模块化设计，可适应各种不同的用户。

(5) 按需取热，恒温供热；根据用户的需求结合实际气候温度，按需供热，系统反映灵敏，操作简单。

(6) 操作简单，无人值守，操作简便，操作人员仅靠简单培训即可上岗，在全自动运行下可实现无人值守。

Claims (9)

1.一种超导蓄热锅炉，包括锅炉壳体，其特征在于，所述的锅炉壳体的内部安装有电磁感应加热机构和热辐射加热超导体发热机构，该热辐射加热超导体发热机构的底部安装有隔热玻璃钢板，所述电磁感应加热机构和热辐射加热超导体发热机构均接入电控操作箱，在接近超导体发热机构的锅炉壳体上安装有散热风机，在所述锅炉壳体外部的一侧设置有进水口和出水口，所述的进水口通过管道分别接入电磁感应加热机构和超导体发热机构的进水端口，所述的出水口通过管道分别接入电磁感应加热机构和超导体发热机构的出水端口。

2.根据权利要求1所述的一种超导蓄热锅炉，其特征在于，与进水口连接的管道分成直热进水管道和蓄热进水管道，所述的直热进水管道接入电磁感应加热机构，所述的蓄热进水管道接入超导体发热机构，在所述的直热进水管道安装有第一电动球阀，蓄热进水管道上安装有第二电动球阀，所述的第一电动球阀和第二电动球阀均接入电控操作箱，通过第一电动球阀控制直热进水管道的启闭；通过第二电动球阀控制蓄热进水管道的启闭。

3.根据权利要求1或2所述的一种超导蓄热锅炉，其特征在于，所述的电磁感应加热机构为电磁感应加热管。

4.根据权利要求1或2所述的一种超导蓄热锅炉，其特征在于，所述的超导体发热机构包括防护支架、石棉保温层、固体蓄热层、隔热砖和阶梯热传导合金板，在所述的防护支架内壁安装有石棉保温层，在该石棉保温层围绕的空间内依次安装有固体蓄热层和换热水箱，在所述石棉保温层与固体蓄热层之间安装有隔热砖，所述的固体蓄热层为数块蓄热砖组成的蓄热单元，相邻两固体蓄热层之间安装有阶梯热传导合金板，每一所述阶梯热传导合金板的下端伸入至换热水箱内的单组加热管路内，该换热水箱内安装有多组与阶梯热传导合金板对应的加热管道；所述的阶梯热传导合金板附近的防护支架上安装在热辐射源。

5.根据权利要求4所述的一种超导蓄热锅炉，其特征在于，所述的固体蓄热层为镁铁蓄热砖或陶瓷蓄热砖。

6.根据权利要求4所述的一种超导蓄热锅炉，其特征在于，所述的热辐射源安装在蓄热单元底部或者周边。

7.根据权利要求4所述的一种超导蓄热锅炉，其特征在于，还包括安装在一锅炉壳体内的风机，所述的风机与固体蓄热层相对应。

8.根据权利要求6或7所述的一种超导蓄热锅炉，其特征在于，在所述固体蓄热层的底部设置有与锅炉壳体外部连通的通风管道，在每一所述的通风管道内安装有超导换热机构。

9.根据权利要求8所述的一种超导蓄热锅炉，其特征在于，所述的超导换热机构包括翅片管和换热管道，所述的换热管道上套有一翅片管，该翅片管与换热管道焊接在一起，所述的换热管道上安装有法兰，该换热管道与通风管道通过法兰连接在一起。

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