CN213930891U - 太阳能集热式锅炉给水预热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能集热式锅炉给水预热系统，包括除盐水箱、太阳能集热设备、除氧设备和锅炉，太阳能集热设备包括太阳能水箱和太阳能集热系统，除盐水箱的出水端连接至太阳能水箱，太阳能水箱的出水端连接至除氧设备，除氧设备的出水端连接至锅炉；太阳能水箱与除氧设备的供水管道上连接有太阳能蒸汽发生设备，太阳能蒸汽发生设备的进水端连接至供水管道的进水端，太阳能蒸汽发生设备的出水端连接至供水管道的出水端；本实用新型结构简单、系统设计合理，改造成本低廉，可以充分利用太阳能热量，可以对锅炉用除盐水进行提温，而且可以产生蒸汽，能源利用率高，节能减排，减少了能源的浪费，减小了环境污染，使用范围广泛，市场价值较广。

Description

太阳能集热式锅炉给水预热系统

技术领域

本实用新型涉及工业供水技术领域，尤其涉及一种太阳能集热式锅炉给水预热系统。

背景技术

随着我国经济快速发展，能源消耗日益增加，城市大气质量日益恶化的问题也越发突出，节约能源和减少环境有害物排放的问题迫在眉睫。

传统的锅炉用给水系统，主要是采用除氧器对供应至锅炉内的除盐水进行蒸汽加热除氧，除氧器需要将常温的除盐水加热至104℃左右，然后再通过给水泵供应至锅炉内，实现供热。其中，将常温水加热至104℃左右的过程中，由于水的温度差距较大，因此需要消耗大量的蒸汽，造成能源消耗过多，成本较高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种设计合理、成本低廉、充分利用太阳能余热的太阳能集热式锅炉给水预热系统，减少能源的浪费。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：太阳能集热式锅炉给水预热系统，包括除盐水箱、太阳能集热设备、除氧设备和锅炉，所述太阳能集热设备包括太阳能水箱和太阳能集热系统，所述太阳能集热系统的进水端连接至所述太阳能水箱的底部，所述太阳能集热系统的出水端连接至所述太阳能水箱的上部；所述除盐水箱的出水端连接至太阳能水箱，所述太阳能水箱的出水端连接至所述除氧设备，所述除氧设备的出水端连接至所述锅炉；所述太阳能水箱与所述除氧设备的供水管道上连接有太阳能蒸汽发生设备，所述太阳能蒸汽发生设备的进水端连接至所述供水管道的进水端，所述太阳能蒸汽发生设备的出水端连接至所述供水管道的出水端。

作为优选的技术方案，所述太阳能蒸汽发生设备包括太阳能集热器、汽水分离装置、蒸汽储存装置；

所述太阳能集热器的底端进水口与所述供水管道的进水端之间连接有太阳能进水主管，所述太阳能进水主管上设置有太阳能供水泵，所述太阳能供水泵与所述太阳能集热器的底端进水口之间管路上还连接有太阳能回水支管，所述太阳能回水支管连接至所述供水管道的出水端，所述供水管道的进水端与出水端之间连通且连通的管路上设置有控制阀一，所述太阳能进水主管的进水口处对应设置有控制阀二；

所述太阳能集热器的顶端出水口与所述汽水分离装置的进水口连接，所述汽水分离装置的出气口与所述蒸汽储存装置连接，所述汽水分离装置的出气口处对应设置有控制阀三，所述汽水分离装置的出水口连接有高温水回水主管，所述高温水回水主管还连接至所述供水管道的出水端，所述高温水回水主管上对应设置有控制阀四，所述汽水分离装置的出水口与所述太阳能集热器的底端进水口之间还连接有内循环管道；所述蒸汽储存装置的出气口处对应设置有控制阀五。

作为优选的技术方案，所述太阳能集热器包括安装架体，所述安装架体上设置有集热主管，所述集热主管内设置有储水腔，所述集热主管的外壁包覆有主管保温层；所述集热主管的管壁上连接有多个并列设置且与所述储水腔连通的集热管，所述集热管支撑在所述安装架体上，所述底端进水口设置在所述集热主管的底端且与所述储水腔连通，所述顶端出水口设置在所述集热主管的顶端且与所述储水腔连通。

作为优选的技术方案，所述集热管包括真空玻璃外管，所述真空玻璃外管的内部套装有承压金属钢管，所述真空玻璃外管与所述承压金属钢管之间设置有真空腔体，所述承压金属钢管的外壁涂覆有选择性吸收涂层，所述真空玻璃外管与承压金属钢管的一端固定安装有连接座，所述连接座安装在所述集热主管的管壁上，所述承压金属钢管的内部套装有一端伸出所述连接座外延伸至所述储水腔内的导热铝棒，所述导热铝棒与所述承压金属钢管之间设置有蓄热腔，所述蓄热腔内设置有导热介质。

作为优选的技术方案，所述导热介质为布置在所述导热铝棒外周的导热翅片，所述导热翅片的外端与所述承压金属钢管的内壁连接。

作为优选的技术方案，所述真空玻璃外管的背光面内壁上设置有热量反射膜。

作为优选的技术方案，所述集热主管的顶端、中部、底端分别设置有温度采集器，所述温度采集器对应连接有温度显示器。

作为优选的技术方案，所述汽水分离装置与所述蒸汽储存装置上分别设置有泄压阀和压力表。

由于采用了上述技术方案，太阳能集热式锅炉给水预热系统，包括除盐水箱、太阳能集热设备、除氧设备和锅炉，所述太阳能集热设备包括太阳能水箱和太阳能集热系统，所述太阳能集热系统的进水端连接至所述太阳能水箱的底部，所述太阳能集热系统的出水端连接至所述太阳能水箱的上部；所述除盐水箱的出水端连接至太阳能水箱，所述太阳能水箱的出水端连接至所述除氧设备，所述除氧设备的出水端连接至所述锅炉；所述太阳能水箱与所述除氧设备的供水管道上连接有太阳能蒸汽发生设备，所述太阳能蒸汽发生设备的进水端连接至所述供水管道的进水端，所述太阳能蒸汽发生设备的出水端连接至所述供水管道的出水端；本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单、系统设计合理，使用方便，改造成本低廉，可以充分利用太阳能热量，可以对锅炉用除盐水进行提温，而且可以产生蒸汽，能源利用率高，节能减排，减少了能源的浪费，减小了环境污染，使用范围广泛，市场价值较广。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例太阳能蒸汽发生设备的结构示意图；

图3是本实用新型实施例集热管的结构原理图；

图4是图3中A-A处的断面图。

图中：A-除盐水箱；B-太阳能集热设备；B1-太阳能水箱；B2-太阳能集热系统；C-除氧设备；D-锅炉；E-太阳能蒸汽发生设备；

10-供水管道；11-太阳能进水主管；12-太阳能供水泵；13-太阳能回水支管；14-内循环管道；15-高温水回水主管；20-太阳能集热器；21-安装架体；22-集热主管；23-真空玻璃外管；24-承压金属钢管；25-真空腔体；26-选择性吸收涂层；27-连接座；28-导热铝棒；29-导热翅片；210-热量反射膜；211-温度采集器；212-温度显示器；30-汽水分离装置；40-蒸汽储存装置；51-控制阀一；52-控制阀二；53-控制阀三；54-控制阀四；55-控制阀五。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1所示，太阳能集热式锅炉给水预热系统，包括除盐水箱A、太阳能集热设备B、除氧设备C和锅炉D，所述太阳能集热设备B包括太阳能水箱B1和太阳能集热系统B2，所述太阳能集热系统B2的进水端连接至所述太阳能水箱B1的底部，所述太阳能集热系统B2的出水端连接至所述太阳能水箱B1的上部；所述除盐水箱A的出水端连接至太阳能水箱B1，所述太阳能水箱B1的出水端连接至所述除氧设备C，所述除氧设备C的出水端连接至所述锅炉D；所述太阳能水箱B1与所述除氧设备C的供水管道10上连接有太阳能蒸汽发生设备E，所述太阳能蒸汽发生设备E的进水端连接至所述供水管道10的进水端，所述太阳能蒸汽发生设备E的出水端连接至所述供水管道10的出水端。在本实施例中，所述太阳能集热系统B2由多个太阳能集热板串联而成，太阳能集热板的数量越多，加热效率越高，属于本领域普通工程技术人员所公知的，在此不再赘述。本实用新型在现有的太阳能集热设备B的基础上，增设太阳能蒸汽发生设备E，所述太阳能蒸汽发生设备E设置在所述太阳能水箱B1与所述除氧设备C之间的供水管道10上，如果将所述太阳能蒸汽发生设备E启动作为集热器使用后，本实用新型具有两级预热效果，首先通过所述太阳能集热设备B进行一级预热后，然后再通过所述太阳能蒸汽发生设备E进行二级预热，充分利用太阳能余热的对除盐水进行加热，减少能源的浪费；当所述太阳能蒸汽发生设备E不启动后，本实用新型仅具有所述太阳能集热设备B的一级预热，同时当所述太阳能蒸汽发生设备E启动作为蒸汽发生器使用时，是借用所述供水管道10内的除盐水产生蒸汽；本实用新型结构简单、系统设计合理，使用方便，改造成本低廉，可以充分利用太阳能热量，可以对锅炉D用除盐水进行提温，而且还可以产生蒸汽，能源利用率高，节能减排，减少了能源的浪费，减小了环境污染，使用范围广泛，市场价值较广。

参见图2，太阳能蒸汽发生设备E，设置在供水管道10上，包括太阳能集热器20、汽水分离装置30、蒸汽储存装置40。所述太阳能集热器20的底端进水口与所述供水管道10的进水端之间连接有太阳能进水主管11，所述太阳能进水主管11上设置有太阳能供水泵12，所述太阳能供水泵12与所述太阳能集热器20的底端进水口之间管路上还连接有太阳能回水支管13，所述太阳能回水支管13连接至所述供水管道10的出水端，所述供水管道10的进水端与出水端之间连通且连通的管路上设置有控制阀一51，所述太阳能进水主管11的进水口处对应设置有控制阀二52；所述太阳能集热器20的顶端出水口与所述汽水分离装置30的进水口连接，所述汽水分离装置30的出气口与所述蒸汽储存装置40连接，所述汽水分离装置30的出气口处对应设置有控制阀三53，所述汽水分离装置30的出水口连接有高温水回水主管15，所述高温水回水主管15还连接至所述供水管道10的出水端，所述高温水回水主管15上对应设置有控制阀四54，所述汽水分离装置30的出水口与所述太阳能集热器20的底端进水口之间还连接有内循环管道14；所述蒸汽储存装置40的出气口处对应设置有控制阀五55。

太阳能蒸汽发生设备E为一套独立设备，即可作为集热器使用又可作为蒸汽发生器使用，具体分析如下：

当控制阀一51开启，控制阀二52、控制阀三53、控制阀四54、控制阀五55关闭时，太阳能供水泵12不启动，除盐水的流动路线为：除盐水箱A→太阳能水箱B1→供水管道10的进水口→控制阀一51→供水管道10的出口水→除氧设备C→锅炉D，此时太阳能蒸汽发生设备E不运行，此时本系统属于一级预热；

当控制阀二52、控制阀三53开启，控制阀一51、控制阀四54、控制阀五55关闭时，太阳能供水泵12启动，除盐水的流动路线为：除盐水箱A→太阳能水箱B1→供水管道10的进水口→太阳能进水主管11→太阳能供水泵12→控制阀二52→所述太阳能集热器20的底端进水口→所述太阳能集热器20的顶端出水口→汽水分离装置30，此时太阳能蒸汽发生设备E作为蒸汽发生器使用，此时本系统属于一级预热；所述太阳能集热器20内产生的高温水以及蒸汽进入至所述汽水分离装置30内进行分离，分离后的高温蒸汽进入至所述蒸汽储存装置40内进行储存，分离后的高温除盐水经过所述内循环管道14进入至所述太阳能集热器20的底端进水口，然后与还未增温的除盐水混合，继续经过所述太阳能集热器20进行提温，由于增设所述内循环管道14，因此总有一部分高温除盐水反复循环加热，因此除盐水的提温速度较快，蒸汽产生的速度较快；在此，所述太阳能回水支管13兼作流量阀，向所述太阳能集热器20内提供除盐水时，为了避免管网内压力过大，因此，当太阳能蒸汽发生设备E的管网内流量足够时，多余的流量会通过所述太阳能回水支管13进入至供水管道10出水口；在此状态下，太阳能蒸汽发生设备E为一个独立蒸汽产生设备，同时可以兼作一个试验设备，通过借用所述供水管道内流动的除盐水来进行独立试验，用于测量蒸汽的产生效率，然后对设备进行维修改进，当需要对太阳能蒸汽发生设备E进行维修时，将控制阀一51开启，控制阀二52、控制阀三53、控制阀四54、控制阀五55、太阳能供水泵12关闭，此时太阳能蒸汽发生设备E用没有进水；

当控制阀二52、控制阀四54开启，控制阀一51、控制阀三53、控制阀五55关闭时，太阳能供水泵12启动，除盐水的流动路线为：除盐水箱A→太阳能水箱B1→供水管道10的进水口→太阳能进水主管11→太阳能供水泵12→控制阀二52→所述太阳能集热器20的底端进水口→所述太阳能集热器20的顶端出水口→汽水分离装置30→控制阀四54→高温水回水主管15→供水管道10的出口水→除氧设备C→锅炉D，此时太阳能蒸汽发生设备E作为集热器使用，此时本系统属于二级预热，进入至所述太阳能集热器20的除盐水被增温后，所述汽水分离装置30将高温水分离后经过所述高温水回水主管15内进入至除氧设备C内，而蒸汽经过泄压排放，当所述控制阀三53开启后，蒸汽被回收，此时太阳能蒸汽发生设备E可同时作为集热器与蒸汽发生器使用；

所述蒸汽储存装置40内储存蒸汽，可以通过控制所述控制阀五55的开度，通过管路将蒸汽输送至指定位置进行备用。多套太阳能蒸汽发生设备E并联可增大产气量为大功率用汽设备提供能源。

太阳能蒸汽发生设备E可以充分利用太阳能热量，不仅可以作为集热器使用进行提温，而且可以作为蒸汽发生器使用产生蒸汽。

参见图2，所述太阳能集热器20包括安装架体21，所述安装架体21上设置有集热主管22，所述集热主管22内设置有储水腔，所述集热主管22的外壁包覆有主管保温层，所述主管保温层用于避免热量散失；所述集热主管22的管壁上连接有多个并列设置且与所述储水腔连通的集热管，所述集热管支撑在所述安装架体21上，所述底端进水口设置在所述集热主管22的底端且与所述储水腔连通，所述顶端出水口设置在所述集热主管22的顶端且与所述储水腔连通。所述集热管的安装为现有技术，属于本领域普通工程技术人员所公知的，在此不再赘述。

参见图3，所述集热管包括真空玻璃外管23，所述真空玻璃外管23的内部套装有承压金属钢管24，所述真空玻璃外管23与所述承压金属钢管24之间设置有真空腔体25，所述承压金属钢管24的外壁涂覆有选择性吸收涂层26，所述选择性吸收涂层26的作用是提高吸热体对太阳辐射能的吸收能力，降低吸热体对环境散射的能力，所述选择性吸收涂层26为现有技术，属于本领域普通工程技术人员所公知的，在此不再赘述。所述真空玻璃外管23与承压金属钢管24的一端固定安装有连接座27，所述连接座27安装在所述集热主管22的管壁上，所述承压金属钢管24的内部套装有一端伸出所述连接座27外延伸至所述储水腔内的导热铝棒28，所述导热铝棒28与所述承压金属钢管24之间设置有蓄热腔，所述蓄热腔内设置有导热介质。现有技术中的全玻璃真空集热管的材料为玻璃，放置到室外被损坏的概率较大，尤其在运行过程中，一只损坏后，整个系统将无法继续工作，而本实施例采用真空玻璃外管23内套装承压金属钢管24，形成玻璃-金属集热管，其使用寿命长，且承压金属钢管24与玻璃管材质相比，承压效果更佳，使用安全性更好，当真空玻璃外管23破损后，不会泄露，系统稳定。

所述导热介质为布置在所述导热铝棒28外周的导热翅片29，所述导热翅片29的外端与所述承压金属钢管24的内壁连接。所述导热翅片29为铝片，用于将所述承压金属钢管24的热量快速高效的传递至所述导热铝棒28上。

参见图4，所述真空玻璃外管23的背光面内壁上设置有热量反射膜210。背光面是指太阳光无法直射到的部位，所述热量反射膜210具有反射作用，在此所述热量反射膜的作用就是通过反射使得太阳光可以反射到所述承压金属钢管24的背光面，参见图4中箭头的方向，使热量更进一步的朝向承压金属钢管表面传导，进一步的提高热量的传导效率。如果不设置有热量反射膜210，那么一部分太阳光照射到背光面后会直接穿透所述真空玻璃外管23，无法反射到承压金属钢管24的背光面，即有一部分太阳光无法被承压金属钢管24吸收利用，而本实用新型由于增设所述热量反射膜210，使得热量利用率得到提高，即使得所述储水腔内水可以更快的提温形成水蒸汽。

所述集热主管22的顶端、中部、底端分别设置有温度采集器211，所述温度采集器211对应连接有温度显示器212。所述温度采集器211用于采集测量所述储水腔内的温度，并通过所述温度显示器212实时显示温度，有利于工作人员观察。

所述汽水分离装置30与所述蒸汽储存装置40上分别设置有泄压阀和压力表。由于本装置产生蒸汽后压力会增高，为了提高设备的安全性，增加泄压阀，并且通过压力表实时显示压力，有利于工作人员观察。

所述汽水分离装置30为汽水分离器，为现有技术，属于本领域普通工程技术人员所公知的，在此不再赘述。

所述蒸汽储存装置40为储气包，为现有技术，属于本领域普通工程技术人员所公知的，在此不再赘述。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.太阳能集热式锅炉给水预热系统，包括除盐水箱、太阳能集热设备、除氧设备和锅炉，所述太阳能集热设备包括太阳能水箱和太阳能集热系统，所述太阳能集热系统的进水端连接至所述太阳能水箱的底部，所述太阳能集热系统的出水端连接至所述太阳能水箱的上部；所述除盐水箱的出水端连接至太阳能水箱，所述太阳能水箱的出水端连接至所述除氧设备，所述除氧设备的出水端连接至所述锅炉；其特征在于：所述太阳能水箱与所述除氧设备的供水管道上连接有太阳能蒸汽发生设备，所述太阳能蒸汽发生设备的进水端连接至所述供水管道的进水端，所述太阳能蒸汽发生设备的出水端连接至所述供水管道的出水端。

2.如权利要求1所述的太阳能集热式锅炉给水预热系统，其特征在于：所述太阳能蒸汽发生设备包括太阳能集热器、汽水分离装置、蒸汽储存装置；

所述太阳能集热器的底端进水口与所述供水管道的进水端之间连接有太阳能进水主管，所述太阳能进水主管上设置有太阳能供水泵，所述太阳能供水泵与所述太阳能集热器的底端进水口之间管路上还连接有太阳能回水支管，所述太阳能回水支管连接至所述供水管道的出水端，所述供水管道的进水端与出水端之间连通且连通的管路上设置有控制阀一，所述太阳能进水主管的进水口处对应设置有控制阀二；

所述太阳能集热器的顶端出水口与所述汽水分离装置的进水口连接，所述汽水分离装置的出气口与所述蒸汽储存装置连接，所述汽水分离装置的出气口处对应设置有控制阀三，所述汽水分离装置的出水口连接有高温水回水主管，所述高温水回水主管还连接至所述供水管道的出水端，所述高温水回水主管上对应设置有控制阀四，所述汽水分离装置的出水口与所述太阳能集热器的底端进水口之间还连接有内循环管道；所述蒸汽储存装置的出气口处对应设置有控制阀五。

3.如权利要求2所述的太阳能集热式锅炉给水预热系统，其特征在于：所述太阳能集热器包括安装架体，所述安装架体上设置有集热主管，所述集热主管内设置有储水腔，所述集热主管的外壁包覆有主管保温层；所述集热主管的管壁上连接有多个并列设置且与所述储水腔连通的集热管，所述集热管支撑在所述安装架体上，所述底端进水口设置在所述集热主管的底端且与所述储水腔连通，所述顶端出水口设置在所述集热主管的顶端且与所述储水腔连通。

4.如权利要求3所述的太阳能集热式锅炉给水预热系统，其特征在于：所述集热管包括真空玻璃外管，所述真空玻璃外管的内部套装有承压金属钢管，所述真空玻璃外管与所述承压金属钢管之间设置有真空腔体，所述承压金属钢管的外壁涂覆有选择性吸收涂层，所述真空玻璃外管与承压金属钢管的一端固定安装有连接座，所述连接座安装在所述集热主管的管壁上，所述承压金属钢管的内部套装有一端伸出所述连接座外延伸至所述储水腔内的导热铝棒，所述导热铝棒与所述承压金属钢管之间设置有蓄热腔，所述蓄热腔内设置有导热介质。

5.如权利要求4所述的太阳能集热式锅炉给水预热系统，其特征在于：所述导热介质为布置在所述导热铝棒外周的导热翅片，所述导热翅片的外端与所述承压金属钢管的内壁连接。

6.如权利要求4所述的太阳能集热式锅炉给水预热系统，其特征在于：所述真空玻璃外管的背光面内壁上设置有热量反射膜。

7.如权利要求3所述的太阳能集热式锅炉给水预热系统，其特征在于：所述集热主管的顶端、中部、底端分别设置有温度采集器，所述温度采集器对应连接有温度显示器。

8.如权利要求2所述的太阳能集热式锅炉给水预热系统，其特征在于：所述汽水分离装置与所述蒸汽储存装置上分别设置有泄压阀和压力表。

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