局部射流的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐制造技術

本發明專利技術公開的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，鍋筒及管殼式蒸發換熱器之間分別通過上升管組、下降管組連接，鍋筒還通過高溫高壓水管與所述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。本發明專利技術的局部射流的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐具有循環倍率小、高效節能、使用壽命長的特點，且占地面積小便于現場安裝、原設施改造，能合理利用化工領域的高溫煙氣余熱。

【技術實現步驟摘要】
局部射流的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐
本專利技術屬于高溫煙氣余熱利用設備
，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。
技術介紹
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°c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。
技術實現思路
本專利技術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。本專利技術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。本專利技術的特點還在于: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。本專利技術的有益效果在于:(I)本專利技術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)本專利技術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)本專利技術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。(4)本專利技術的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐內，換熱管束采用沿垂直向上方向由密到疏、管間距逐漸變大、管與殼體間距逐漸變大的排布方式，形成與殼側汽水混合物的含汽率相匹配的流動截面積，保證其順暢均勻地沖刷換熱管束，防止汽泡滯留而產生的傳熱惡化，延長設備的使用壽命。(5)本專利技術的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐，其上升管組采取與管內高溫煙氣溫度相對應的變管徑、變管間距排布方式，以符合管殼式蒸發換熱器的殼側汽水混合物沿煙氣流動方向含汽率由大減小的分布規律，從而保證每根上升管的出口截面含汽率一致，致使鍋筒內工質在設備具有較小循環倍率時也能流動均勻、穩定、順暢，以杜絕傳熱惡化現象的發生。(6)本專利技術的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐，其上升管組的下端和鍋殼正上端內壁平齊焊接，上升管組的上端與鍋筒正下端插入式焊接，以此有效引導上升管組出口氣相工質的上升流動，徹底避免下降管出現氣相攜帶的情況，保證殼側工質的汽液分布場均勻、穩定。(7)本專利技術的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐，其下降管組的上端設置于鍋筒正下方，以避免下降管組出現氣相攜帶的情況，并增大下降管組進出口截面壓差，增強殼側工質內循環動力。(8)本專利技術的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐，其上升管組與下降管組相間布置；由于殼側汽水混合物沿煙氣流動方向具有密度差，其動力場不僅含有徑向速度，也有軸向速度，該布置方式符合蒸發換熱器殼側工質動力場分布規律，致使下降管出口工質與殼側工質動力場協同，保證鍋爐殼側工質循環順暢、均勻。(9)本專利技術的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐，在煙氣進口部位設有前管板和水隔板組成窄縫隙空間，并由高溫高壓水泵提供水循環動力，強制提高工質流速，在易出現管板裂紋的前管板和換熱管束連接處形成局部射流，徹底杜絕汽泡停留，大幅提高換熱系數，可有效保障設備安全，增加其使用壽命。【附圖說明】圖1是本專利技術局部射流的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐的結構示意圖；圖2是圖1的A-A向剖視圖；圖3是本專利技術局部射流的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐中水隔板的結構示意圖；圖4是本專利技術局部射流的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐連接高溫高壓水泵的結構示意圖。圖中，1.管殼式蒸發換熱器，2.前管板，3.水隔板，4.鍋筒，5.安全閥，6.上升管組，7.蒸汽管接口，8.下降管組，9.液位計，10.人孔，11.排污管接口，12.支架鞍座，13.汽水分離器，14.進水管接口，15.均流布水板，16.殼體，17.換熱管束，18.進水接口，19.高溫高壓水泵，20.后管板。【具體實施方式】下面結合附圖和【具體實施方式】對本專利技術進行詳細說明。本專利技術局部射流的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐，其結構如圖1所示，包括有呈上、下設置的鍋筒4及管殼式蒸發換熱器1，鍋筒4及管殼式蒸發換熱器I均呈臥式布置，鍋筒4及管殼式蒸發換熱器I之間分別通過上升管組6、下降管組8連接，鍋筒4通過高溫高壓水管與殼式蒸發換熱器I上的進水接口 18連接，高壓水管上設置有高溫高壓本文檔來自技高網...

【技術保護點】
局部射流的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐，其特征在于，包括有呈上、下設置的鍋筒(4)及管殼式蒸發換熱器(1)，所述鍋筒(4)及管殼式蒸發換熱器(1)均呈臥式布置，所述鍋筒(4)分別通過上升管組(6)、下降管組(8)與所述管殼式蒸發換熱器(1)連接，所述鍋筒(4)通過高溫高壓水管與所述管殼式蒸發換熱器(1)上的進水接口(18)連接，所述高壓水管上設置有高溫高壓水泵(19)。

【技術特征摘要】
1.局部射流的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐，其特征在于，包括有呈上、下設置的鍋筒(4)及管殼式蒸發換熱器(1)，所述鍋筒(4)及管殼式蒸發換熱器(1)均呈臥式布置，所述鍋筒(4)分別通過上升管組(6)、下降管組(8)與所述管殼式蒸發換熱器(1)連接，所述鍋筒(4)通過高溫高壓水管與所述管殼式蒸發換熱器(1)上的進水接口(18)連接，所述高壓水管上設置有高溫高壓水泵(19)。2.根據權利要求1所述的局部射流的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐，其特征在于，所述管殼式蒸發換熱器(1)，包括有管式殼體(16)，所述管式殼體(16)的兩端分別焊接有前管板(2)、后管板(20),所述管式殼體(16)內水平設置有換熱管束(7),所述換熱管束(7)的兩端分別與所述前管板(2)、后管板(20)焊接； 所述管式殼體(16)內的側壁上設置有均流布水板(15)； 所述管式殼體(16)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； 所述管式殼體(16)上還分別設置有排污管接口(11)及進水接口(18)，所述管式殼體(16)的下部分別設置于支架鞍座(12)上； 所述鍋筒(4)，包括有鍋筒本體，所述鍋筒本體內設置有汽水分離器(13)，所述鍋筒本體上分別設置有安全閥(5)、蒸汽管接口(7)及進水管接口(14)，所述鍋筒本體一側設置有人孔(10)。3.根據權利要求2所述的局部射流的小循環倍率管殼式高溫余熱蒸汽鍋爐，其特征在于，所述換熱管束(7)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(16)的內部空間； ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：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，
類型：發明
國別省市：北京;11