[發明專利]一種組合縫隙式燃氣蒸汽鍋爐

有效

• 申請號: 202110331551.6
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113091031B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 鄧世豐;趙欽新;邵懷爽;王云剛;梁志遠
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;青島有源熱能設備有限公司
• 主分類號: F22B1/22
• 分類號: F22B1/22;F22B31/08;F22B37/10;F22B37/14;F28B1/02;F28B9/08
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種組合縫隙式燃氣蒸汽鍋爐，其特征在于：所述鍋爐立式布置，包括換熱管、上集箱(2)、下集箱(3)、煙殼(4)、燃燒器(5)、冷凝器(6)、煙囪(7)和控制器；多個換熱管組成豎直布置的環形管排，環形管排所圍成的空間即為爐膛，相鄰換熱管之間組合形成沿圓周均布的軸向縫隙通道，所有換熱管的上端和下端分別伸入上集箱(2)和下集箱(3)；上集箱(2)和下集箱(3)為環形集箱，與鍋爐軸線共面的截面為長方形、圓形或三角形；上集箱(2)上有排汽口、安全閥、水位計接口、壓力表或壓力傳感器、燃燒器安裝面板；下集箱(3)上有進水口、排污口、爐膛冷凝器分隔板、水位計接口；煙殼(4)頂部與上集箱(2)的底部外沿相接，包圍著所有換熱管、下集箱(3)和冷凝器(6)，煙殼(4)與換熱管和下集箱(3)之間存在著煙氣流動的環形空間；燃燒器(5)固定在上集箱(2)的燃燒器安裝面板上，冷凝器(6)位于下集箱(3)下方或外側，冷凝從環形空間進入的煙氣；煙殼(4)底部的冷凝水收集盤(4-1)位于冷凝器(6)下方；煙囪(7)位于冷凝水收集盤(4-1)的一端，與上集箱(2)外沿相離；

所述換熱管采用瓦片翅圓管(1)；

所述冷凝器(6)采用盤管冷凝器(6-1)、組合縫隙式冷凝器(6-2)或組合縫隙式盤管冷凝器(6-3)；

燃燒器(5)采用擴散式燃燒器或全預混燃燒器；

天然氣和空氣在燃燒器(5)前端混合均勻后自上而下進入爐膛燃燒，燃燒產生的煙氣在燃燒器安裝面板和爐膛冷凝器分隔板的共同約束下進入瓦片翅圓管(1)之間的軸向縫隙通道，煙氣在縫隙通道中降溫后進入煙殼(4)與瓦片翅圓管(1)之間的環形空間，再通過煙殼(4)與下集箱(3)之間的環形空間進入冷凝器(6)冷凝降溫，冷凝后的煙氣進入煙殼(4)底部的冷凝水收集盤(4-1)，排出冷凝水后向上流動進入煙囪(7)離開鍋爐；鍋爐給水先進入冷凝器(6)吸收煙氣余熱，再進入下集箱(3)的進水口，在下集箱(3)中均勻分配到每根瓦片翅圓管(1)，向上流動的同時吸熱汽化變為水蒸汽，上升至上集箱(2)，從上集箱(2)的排汽口離開鍋爐；

所述瓦片翅圓管(1)由基管(1-1)和圓弧形狀的瓦片翅(1-2)組成；瓦片翅(1-2)的內徑大于基管(1-1)的外徑，與相鄰瓦片翅圓管(1)的基管(1-1)形成0.1～4mm寬的縫隙通道；根據使用環境的不同，瓦片翅(1-2)全包圍、半包圍、單側包圍或雙側包圍相鄰基管(1-1)；基管(1-1)外徑與瓦片翅(1-2)外徑所在圓相交或相切，相離時距離小于5mm，確?；?1-1)與瓦片翅(1-2)之間的有足夠的熔合面積，基管(1-1)內徑與瓦片翅(1-2)內徑所在圓相離，確保形成縫隙通道；基管(1-1)采用燃氣鍋爐標準規定的材料，瓦片翅(1-2)不是承壓件，使用導熱系數高的材料；瓦片翅(1-2)的圓弧內側附加波紋，波紋采用三角形波紋、正弦曲線波紋、圓弧相切波紋或矩形波紋，進一步擴展瓦片翅的換熱面積、擾流煙氣強化換熱；為輔助基管(1-1)與瓦片翅(1-2)的配合，在基管(1-1)表面點焊輔助定位片(1-3)，輔助定位片(1-3)的厚度即為縫隙通道的跨度，將瓦片翅圓管(1)的瓦片翅(1-2)內表面與相鄰瓦片翅圓管(1)的基管(1-1)上的輔助定位片(1-3)緊靠，便能使縫隙通道的寬度維持在設計參數；瓦片翅圓管(1)之間的距離過小而無法焊接時，則在兩端焊接縮頸頭(1-4)或將兩端基管縮頸處理得到縮頸頭(1-4)，縮頸頭(1-4)處沒有瓦片翅(1-2)。

2.根據權利要求1所述的一種組合縫隙式燃氣蒸汽鍋爐，其特征在于：相鄰瓦片翅圓管(1)之間的組合方式采用同心組合或偏心組合；采用同心組合時，基管(1-1)圓心與相鄰瓦片翅圓管(1)的瓦片翅(1-2)圓心重合，相鄰瓦片翅圓管(1)的基管(1-1)圓心之間的連線所成的角度等于180°減去360°除圓周方向布置的瓦片翅圓管(1)數量；采用偏心組合時，相鄰瓦片翅圓管(1)的基管(1-1)圓心之間的連線所成的角度等于180°減去360°除圓周方向布置的瓦片翅圓管(1)數量，但基管(1-1)圓心與相鄰瓦片翅圓管(1)的瓦片翅(1-2)圓心不重合，瓦片翅圓管(1)以基管(1-1)的中軸線為軸，向爐膛方向旋轉一個小角度，使縫隙通道入口大出口小，更符合煙氣降溫過程的體積變化；瓦片翅圓管(1)沿圓周方向均布形成一圈環形管排，當鍋爐功率增大時，采用兩圈、三圈或四圈環形管排，增大換熱面積。