[發明專利]局部射流的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐

有效

• 申請號: 201410225362.0
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN103982886A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 陳杰;安兵濤;趙欽新;張范;蔣巍;胡濤;扈中平;馬海東;王云剛;張吉虎
• 申請（專利權）人: 北京航天石化技術裝備工程公司;西安交通大學
• 主分類號: F22B1/18
• 分類號: F22B1/18;F28D7/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明屬于高溫煙氣余熱利用設備技術領域，具體涉及一種局部射流的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐。

背景技術

從各種工藝設備排出的高溫煙氣是一種開發潛力巨大的能量來源，例如：冶金爐、加熱爐、工業窯爐、燃料氣化裝置等，都有大量高達1000℃的煙氣排出。目前我國尚有大量的高溫余熱未被完全開發，甚至有一部分完全未被開發。

目前，由于高溫余熱蒸汽鍋爐管程高溫煙氣溫度高，流量大，高溫氣體直接沖刷換熱管與管板焊縫，易導致換熱管束與管板連接接頭出現高溫氧化和開裂泄漏，從而降低其使用壽命短。究其根本，換熱管束與管板連接接頭部位的物理、化學、力學環境等外因通過材料、結構和工藝等內因的協同作用是導致其開裂泄漏的關鍵原因。而由于余熱設備的循環倍率過小，所導致的換熱管外汽水混合物流動不暢，汽泡滯留于管壁和換熱管與管板的連接處等現象，誘發了換熱管束的傳熱惡化，從而增加了換熱管束與管板連接處的熱負荷，加劇了其環境的惡劣程度，更增加了出現裂紋和高溫腐蝕的可能性，最終縮短余熱設備的使用壽命。

目前，市場在用的高溫余熱蒸汽鍋爐，其小循環倍率條件下的使用周期最短只有一年左右，而最長的也需要兩年一次大修。

發明內容

本發明的目的在于提供一種局部射流的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐，不僅具有局部射流、循環倍率小、使用壽命長的特點，而且占地面積小便于現場安裝、能合理利用化工領域的高溫煙氣余熱。

本發明所采用的技術方案是，局部射流的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐，包括有呈上、下設置的鍋筒及管殼式蒸發換熱器，鍋筒及管殼式蒸發換熱器均呈臥式布置，鍋筒分別通過上升管組、下降管組與所述管殼式蒸發換熱器連接，鍋筒通過高溫高壓水管與管殼式蒸發換熱器上的進水接口連接，高壓水管上設置有高溫高壓水泵。

本發明的特點還在于：

管殼式蒸發換熱器，包括有管式殼體，管式殼體的兩端分別焊接有前管板、后管板，管式殼體內水平設置有換熱管束，換熱管束的兩端分別與所述前管板、后管板焊接；管式殼體內的側壁上設置有均流布水板；管式殼體的外壁上開有多個下降管連接孔，多個下降管連接孔位于同一水平直線上；管式殼體上還分別設置有排污管接口及進水接口，管式殼體的下部分別設置于支架鞍座上；鍋筒，包括有鍋筒本體，鍋筒本體內設置有汽水分離器，鍋筒本體上分別設置有安全閥、蒸汽管接口及進水管接口，鍋筒本體一側設置有人孔。

換熱管束由多根平行設置的換熱管組成；多根換熱管呈多行多列設置，多根換熱管采用沿垂直方向上自下而上由密到疏排列，直至換熱管布滿管式殼體的內部空間；相鄰的兩行換熱管之間靠近前管板處設置有水隔板。

換熱管均采用螺紋煙管或波節管。

水隔板，包括有水隔板本體，所述水隔板本體上設置有若干個小孔。

均流布水板(15)由鋼板彎折成曲面；

均流布水板焊接于殼體內壁上，且均流布水板位于多個下降管連接孔的上方。

上升管組的上端以插入式焊接于鍋筒的正下端，上升管組的下端和管式殼體的正上端內壁齊平焊接；下降管組的上端與鍋筒的正下端內壁齊平焊接，下降管組的下端齊平焊接于管式殼體低于均流布水板的側下方內壁或正下方內壁；上升管組與下降管組相間排布。

上升管組由多根管徑不同的管道組成，上升管組的管道內設置有液位計。

多根管道采用沿煙氣流動方向，管徑逐漸變小，管道間距依次增大的方式排布。

下降管組由多根彎曲管道組成。

本發明的有益效果在于：

(1)本發明的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐內設置有均流布水板，以均勻下降管出水，并將其引導至管殼式蒸發換熱器的下方，改善殼側工質流動場的均勻性，減少汽水混合物流動阻力，提高其沖刷換熱管束的速度，防止汽泡于壁面滯留而引起的傳熱惡化，保證設備具有較長的使用壽命。

(2)本發明的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐內布滿換熱管束，以保證殼體內無汽空間，致使設備結構緊湊，占地面積及體積空間縮小，具有良好的換熱條件保證換熱管束與管板連接處具有較低熱負荷，從而延長設備的使用壽命。

(3)本發明的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐內，換熱管采用螺旋煙管或波節管，增強管束換熱性能，增大其換熱面積，從而縮小設備的占地面積及體積空間；另外，增加管殼式蒸發換熱器殼側汽水混合物在壁面的擾動，減少汽泡滯留的可能性。