專利名稱：一種大型層燃有壓相變換熱熱水鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
.本發(fā)明涉及四大鍋爐系列，即大型層燃有壓相變換熱熱水、 自然循環(huán)熱水、蒸汽和熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐，尤其涉及到一種用于大型 集中供熱的層燃有壓相變換熱熱水鍋爐。
技術(shù)背景目前市場上流行的大型集中供熱熱水鍋爐有多種爐型，雖有 差異但都存在著共性缺點，其一是對水質(zhì)要求比較高， 一旦產(chǎn)生 水垢，輕者增大熱阻降低熱效，重者出現(xiàn)暴管事故。因此需要昂 貴的軟化水設(shè)備及化學(xué)藥劑，需要嚴格的水質(zhì)檢測，定期排污， 不僅增大初投資和運行費用，而且增加了管理麻煩和浪費熱能及 水資源。其二是氧腐蝕嚴重，嚴重影響鍋爐使用壽命，需匹配昂
貴的除氧設(shè)備，不僅增加管理的麻煩，而且增大了運行費用；其 三是對流受熱面的弊端，煙管對流受熱流速高煙管容易磨損影響 使用壽命，煙風(fēng)阻力大動能消耗高；水管對流受熱受熱面容易積 灰清除困難影響熱效；其四是鍋爐本體自支撐能力差，需要大量 非受熱面的鋼架支撐鋼耗高，抗震能力差。其五是鍋爐本體的降 塵能力差，煙塵的初始排放濃度高等。相變換熱熱水鍋爐是一種依靠熱煤介質(zhì)的沸騰蒸發(fā)與冷凝換 熱而傳遞熱量使水加熱的換熱設(shè)備，它是由蒸發(fā)換熱器和冷凝換 熱器兩部分組成，蒸發(fā)換熱器中設(shè)有鍋爐燃燒室和輻射對流受熱
面，燃料燃燒放出的熱量使受熱面內(nèi)熱煤水產(chǎn)生相應(yīng)壓力下的飽 和蒸汽。蒸汽上升至冷凝段在冷凝換熱器內(nèi)凝結(jié)放出汽化潛熱， 將熱量傳遞給換熱器內(nèi)的供熱水，將水加熱到一定的溫度送往熱 用戶。冷凝后的凝結(jié)水又回到蒸發(fā)換熱器中蒸發(fā)汽化，使之周而 復(fù)始不斷向外界供給熱量。這樣蒸發(fā)換熱器中不用補加生水或非 常有限的補水就從根本上解決了產(chǎn)生水垢的可能。因此可是鍋爐 不結(jié)垢、不氧腐蝕、不用排污、不用軟化水設(shè)備和除氧設(shè)備，不 僅能提高鍋爐的運行效率延長使用壽命，減少熱損失，而且能減 少輔助設(shè)備投資，大幅度降低運行費用，從根本上解決了目前大 型層燃熱水鍋爐的各種弊端，是一種高效，節(jié)能、節(jié)水、減排非 常顯著的供熱鍋爐。
現(xiàn)有市場上銷售的相變換熱熱水鍋爐，多數(shù)是在小型無壓鍋 爐上采用，由于換熱器的水路回程結(jié)構(gòu)的工藝缺陷，即多回程水 路在一個鍋筒內(nèi)用隔板隔開，使制造質(zhì)量的可靠性下降，對檢修 和維修帶來困難，由于無壓的飽和溫度低溫差小需要的受熱面增 大，把本來已經(jīng)增加的換熱器成本又大大增大，因此使本來具有 的相變換熱的性能優(yōu)勢，卻失去了市場競爭優(yōu)勢，更難實現(xiàn)相變 換熱的大型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的不僅克服現(xiàn)有相變換熱熱水鍋爐的不足，而且 實現(xiàn)相變換熱熱水鍋爐的大型化，由于鍋爐結(jié)構(gòu)的全面集成創(chuàng)新， 不僅使相變換熱技術(shù)能成功的在大型鍋爐上采用，而且使鍋爐的 熱交換，水循環(huán)和煙塵沉降全面改善。 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的； 一種大型層燃有壓相變換熱熱水鍋爐 包括:縱置鍋筒、側(cè)上下集箱、換熱器，其特征是，在縱置鍋筒 和側(cè)上集箱頂部分別通過連通管連通換熱器，側(cè)水冷壁、對流管 束的上下端和橫集箱的兩端，分別與側(cè)上下集箱連通，下降管的 上下端分別與縱置鍋筒兩端下部和側(cè)下集箱兩端上部連通，爐膛 頂棚管和鍋爐頂棚管的上下端分別與縱置鍋筒和側(cè)上集箱連通， 上、下橫集箱分別與側(cè)上、下集箱連通，墻管的上下端分別與上、 下橫集箱連通，爐膛頂棚管離鍋爐頂棚管的間距構(gòu)成上縱煙道， 墻管的前后兩端空間和水冷壁及對流管朿間距構(gòu)成爐膛和多回程 煙道。本發(fā)明不僅使相變換熱熱水鍋爐實現(xiàn)大型化，而且具有以下 顯著優(yōu)點1. 多個換熱器并連，，水路多回程，換熱器內(nèi)不用設(shè)隔板，使換熱 器的制造質(zhì)量可靠檢修維修方便。2. 鍋爐頂部的單、雙鍋筒和雙集箱能科學(xué)合理的與換熱器組裝連 通。3，煙塵在鍋爐本體內(nèi)兩次擴容減速重力沉降和多回路流程慣性分 離，大幅度降低煙塵的原始排放濃度。4. 鍋爐本體的完全自支撐，大幅度減少非受熱面的鋼架支撐降低 鋼耗。5. 鍋爐循環(huán)實現(xiàn)均勻下降上升自動調(diào)節(jié)，最大限度的解決了由于 結(jié)構(gòu)布置引起的流量偏差，杜絕了因鍋水循環(huán)可能引發(fā)的故障。6. 對流管束立式布置橫向沖刷，減少受熱面積灰，降低了熱阻和
流阻，保證了運行效率的穩(wěn)定。
7.采用全膜式水冷壁，煙氣流程長，熱效高出力足。


圖1是本發(fā)明的主視圖 圖2是本發(fā)明的左視圖
圖3是本發(fā)明單鍋筒與雙換熱器的連通方式 在圖中
l是爐排、2是橫集箱、3是前拱管、4是前拱、5是下橫集箱、6 是清灰口、 7是下橫集箱、8是擋煙墻、9是下橫集箱、IO是下橫 集箱、ll是煙道、12是墻管、13是墻管、14是側(cè)水冷壁、15是 連通管、16是縱置鍋筒、17是換熱器、18是連通管、19是連通 管、20、 21、 22、 23、 24是上橫集箱、25是墻管、26是墻管、27 是爐膛、28是煙道、29是煙道、30是排煙口、 31是外包皮、32 是保溫層、33是墻管、34是隔墻、35是落灰道、36是后拱管、 37是橫集箱、38是連通管、39是清灰口、 40是橫梁、41是后拱 管、42是后拱、43是側(cè)下集箱、44是側(cè)耐火墻、45是保溫材料、 46是外包皮、47是下降管、48是對流管束、49是側(cè)上集箱、50 是爐膛頂棚管、51暴清灰口、 '52是上縱煙道、53是鍋爐頂棚管、 54是耐火材料、55是保溫材料、56是外包皮、57是連通管、58 是連通管、59是連通管、60是連通管、61是進(出)水管座、62 是連通管、63、 64、 65、 66、 67是墻管、68是側(cè)縱煙道、69是連 通管、70是連通管。
具體實施方式
-下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細描述， 一種大型層燃有壓相變
換熱熱水鍋爐，由鍋筒(16)，側(cè)上、下集箱(49) (43)，換熱 器(n)構(gòu)成。其特征是，等通管(62)的上端與換熱器(n) 的下部中心連通，其下端與側(cè)上集箱(49)上部中心連通；連通 管(60)的內(nèi)側(cè)下端與鍋筒(16)的上部偏外側(cè)徑向連通，其外 側(cè)與換熱器(17)的內(nèi)側(cè)中心連通；連通管(57)和(18)的兩 端分別與兩個換熱器側(cè)中心連通；連通管(59)的兩端分別與鍋 筒(16)側(cè)中心連通，上橫集箱(20) (21) (22) (23) (24)的 兩端分別與側(cè)上集箱(49)內(nèi)側(cè)中心連通。下橫集箱(5) (7) (9) (10)的兩端芬別與側(cè)下集箱(43)內(nèi)側(cè)中心連通，墻管(12) (13) (26) (25) (33)的上磁分別與上橫集箱(20) (21) (22) (23) (24)的下部徑向連通，其下端分別與下橫集箱(5) (7) (9)(10)的上部徑向連通；爐膛頂棚管(50)的上端與鍋筒(16) 的下部中心連通，其下端與側(cè)上集箱(49)的內(nèi)上惻徑向連通， 對流管束(48)和側(cè)水冷壁管(14)的上端與側(cè)上集箱(14)下 部徑向連通，其下端與側(cè)下集箱(43)的上部徑向連通，連通管 (")的上端與鍋筒(16)的'下部內(nèi)側(cè)徑向連通，其下端分別垂 直與上橫集箱(20) (21) (22) (23) (24)的上部中心連通，墻 管(64) (65) (66) (67)的下端分別與上橫集箱(20) (24)上 部中心連通，其上端分別離鍋筒(16)兩端一段距離的下部徑向 連通，下降管(47)的上端與鍋筒(16)的兩端下部徑向連通， 其下端與側(cè)下集箱(43)兩端的上部徑向連通，連通管(62) (60)
在鍋筒(16)和側(cè)上集箱(49)的頂部分別共連通2、 3、 4、 6個 換熱器(17)，鍋筒(16)設(shè)1個或2個，爐膛頂棚(50)離鍋爐 頂棚(53)的間距空間構(gòu)成上縱煙道(52)，墻管(12)離墻管(13) 至側(cè)水冷壁(14)的間距空間構(gòu)成煙道(11)，墻管(13)離墻管
(26)至側(cè)水冷壁(14)的間距空間構(gòu)成爐膛(27)，墻管(26) 離墻管(25)至側(cè)水冷壁(14)的間距空間構(gòu)成煙道(28)，墻管
(25)離墻管(33)至側(cè)水冷壁(14)的間距空間構(gòu)成煙道(29)， 對流管束(48)的多排間距空隙至上下端構(gòu)成煙道(68)，當單鍋 筒水路4回程或雙鍋筒水路6回程時，l個鍋筒(16)頂部按裝兩 個換熱器(17)，墻管(25)的豳直下端至橫集箱(37)上部的間 距是煙氣轉(zhuǎn)向通道，其上端至爐膛頂棚(50)和鍋筒(16)的結(jié)合 處全部密封，爐膛和部分煙道采用膜式壁結(jié)構(gòu)或光管加耐火材料密 封結(jié)構(gòu)，非相變換熱的自然循環(huán)熱水鍋爐，去掉換熱器(17)，在 鍋筒(16)內(nèi)增設(shè)引射裝置，引射管正對下降管(47)上端入口中 心；熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐，去掉換熱器(17)、墻管(25)和排煙口 (30), 在鍋筒(16)內(nèi)按裝汽水分離裝置，在側(cè)上、下集箱(49)、 (43) 后部的水冷壁管(14)和最外排對流管(48)的中間與煙道(28)
(29)對應(yīng)位置按裝過熱器，煙道(28)和(29)改成一個燃盡室 也是一個煙氣擴大空間，煙氣從此向兩側(cè)進入兩側(cè)縱煙道(68)逋 過過熱器向前行進入煙道(11)向上行至上縱煙道(52)向后行至 尾端接省煤器或空氣預(yù)熱器，通過管道和脫硫除塵設(shè)備排入大氣。 清灰口 (6)按裝在側(cè)下集箱(43)上部離前端一段距離，清灰口
(39)按裝在后拱(42)上部離橫集箱(37)—段距離，清灰口 (51)
按裝在爐膛頂棚(51)上部偏外側(cè)，墻管(12) (33)外側(cè)按裝外 包皮(31)，在其內(nèi)裝保溫層(32)，對流管束(48)最外側(cè)按裝外 包皮(46)，在其內(nèi)裝保溫材料(45)，排煙口 (30)按裝在水冷壁 (14)和外側(cè)對流管束(48)的寬度為兩側(cè)邊沿、髙度為垂直段中 心或偏上、偏下處。
其蒸發(fā)換熱器循環(huán)水路，蒸發(fā)換熱器中設(shè)有爐膛(27)和輻 射對流受熱面(12) (13) (14) (25) (26) (48) (50)，燃料燃 燒放出的熱量使受熱面內(nèi)熱煤水產(chǎn)生相應(yīng)壓力下的飽和蒸汽上 升聚集在鍋筒(16)的蒸汽空間，蒸汽通過連通管(19) (60) 進入換熱器(17)內(nèi)凝結(jié)放出汽化潛熱，將熱量傳遞給換熱器的 管束內(nèi)的熱水，冷凝后的凝結(jié)水通過下降管(47)和連通管(19) (62)又回到蒸發(fā)換熱器中蒸發(fā)汽化，使之周而復(fù)始的上升下降 循環(huán)。
其冷凝換熱器水路，系統(tǒng)回水通過尾部進水管(61)進入 換熱器(17)管朿內(nèi)前行至前端通過連通管(57)進入第二換熱 器(17)向后行至尾端，通過連通管(57)進入第三換熱器(17) 向前行至前端通過連通管(57)進入第四換熱器(17)后行至尾 端通過出水管(61)送往供熱系統(tǒng)。
其鍋爐煙路，煤炭燃燒的高溫火焰在爐膛(27)充分燃燒后， 進入煙道(28)下行至墻管(25)下端轉(zhuǎn)向煙道(29)上行至鍋 爐尾端頂部，通過上縱煙道(52)前行至鍋爐前端向下行至煙道 (n),進入兩側(cè)煙道(68)向后行至排煙口 (30)，通過空氣預(yù) 熱器和脫硫除塵設(shè)備排往大氣。
權(quán)利要求
1、一種大型層燃有壓相變換熱熱水鍋爐，由鍋筒(16)，側(cè)上、下集箱(49)、(43)，換熱器(17)構(gòu)成。其特征是，連通管(62)的上端與換熱器(17)的下部中心連通，其下端與側(cè)上集箱(49)上部中心連通；連通管(60)的內(nèi)側(cè)下端與鍋筒(16)的上部偏外側(cè)徑向連通，其外側(cè)與換熱器(17)的內(nèi)側(cè)中心連通；連通管(57)和(18)的兩端分別與兩個換熱器側(cè)中心連通；連通管(59)的兩端分別與鍋筒(16)側(cè)中心連通，上橫集箱(20)(21)(22)(23)(24)的兩端分別與側(cè)上集箱(49)內(nèi)側(cè)中心連通。下橫集箱(5)(7)(9)(10)的兩端分別與側(cè)下集箱(43)內(nèi)側(cè)中心連通，墻管(12)(13)(26)(25)(33)的上端分別與上橫集箱(20)(21)(22)(23)(24)的下部徑向連通，其下端分別與下橫集箱(5)(7)(9)(10)的上部徑向連通；爐膛頂棚管(50)的上端與鍋筒(16)的下部中心連通，其下端與側(cè)上集箱(49)的內(nèi)上側(cè)徑向連通，對流管束(48)和側(cè)水冷壁管(14)的上端與側(cè)上集箱(14)下部徑向連通，其下端與側(cè)下集箱(43)的上部徑向連通，連通管(63)的上端與鍋筒(16)的下部內(nèi)側(cè)徑向連通，其下端分別垂直與上橫集箱(20)(21)(22)(23)(24)的上部中心連通，墻管(64)(65)(66)(67)的下端分別與上橫集箱(20)(24)上部中心連通，其上端分別離鍋筒(16)兩端一段距離的下部徑向連通，下降管(47)的上端與鍋筒(16)的兩端下部徑向連通，其下端與側(cè)下集箱(43)兩端的上部徑向連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型層燃有壓相變換熱熱水鍋 爐，其特征是，連通管(62) "0) (57) (18)縱向?qū)Τ芯级喔?br> 3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型層燃有壓相變換熱熱水鍋 爐，其特征是，根據(jù)鍋爐的大小在縱置鍋筒(16)和側(cè)上集箱(49) 的頂部分別共連通2、 3、 4、 6個換熱器(17)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型層燃有壓相變換熱熱水鍋 爐，其特征是，鍋筒(16)設(shè)1個或2個。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型層燃有壓相變換熱熱水鍋 爐，其特征是，爐膛頂棚(50)離鍋爐頂棚(53)的間距空間構(gòu)成 上縱煙道(52)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型層燃有壓相變換熱鍋爐， 其特征是，墻管(12)離墻管(13)至側(cè)水冷壁(14)的間距空間 構(gòu)成煙道(11)，墻管(13)離墻管(26)至側(cè)水冷壁(14)的間 距空間構(gòu)成爐膛(27)，墻管(26)離墻管(25)至側(cè)水冷壁(14) 的間距空間構(gòu)成煙道(28)，墻管(25)離墻管(33)至側(cè)水冷壁(14)的間距空間構(gòu)成煙道(2卩)，.對流管束(48)的多排間距空 隙至上下端構(gòu)成煙道(68)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型層燃有壓相變換熱熱水鍋 爐，其特征是，當單鍋筒水路4回程或雙鍋筒水路6回程時，l個 鍋筒(16)頂部按裝兩個換熱器(17)，墻管(25)的垂直下端至 橫集箱(37)上部的間距是煙氣轉(zhuǎn)向通道，其上端至爐膛頂棚(50) 和鍋筒(16)的結(jié)合處全部密封。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型層燃有壓相變換熱熱水鍋 爐，其特征是，爐膛和部分煙道采用膜式壁結(jié)構(gòu)或光管加耐火材料 密封結(jié)構(gòu)，非相變換熱的自然循環(huán)熱水鍋爐，去掉換熱器(17)在 鍋筒(16)內(nèi)增設(shè)引射裝置，引.射管正對下降管(47)上端入口中 心.
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型層燃有壓相變換熱熱水鍋 爐，其特征是，熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐，去掉換熱器(17)、墻管(25)和 排煙口 (30)，在鍋筒(16)內(nèi)按裝汽水分離裝置，在側(cè)上、下集 箱(49)、 (43)后部的水冷壁管(14)和最外排對流管(48)的中 間與煙道(28) (29)對應(yīng)位置按裝過熱器，煙道(28)和(29) 改成一個燃盡室也是一個煙氣擴大空間，煙氣從此向兩側(cè)進入兩側(cè) 縱煙道.(68)通過過熱器向前行進入煙道(11)向上行至上縱煙道(52)向后行至尾端接省煤器或空氣預(yù)熱器，通過管道和脫硫除塵 設(shè)備排入大氣。
全文摘要
一種大型層燃有壓相變換熱熱水鍋爐，廣泛適用于大型集中供熱和工業(yè)領(lǐng)域。本發(fā)明由縱置鍋筒、縱橫集箱、連通管、墻管、水冷壁、對流管束和換熱器等構(gòu)成；爐本體自成構(gòu)架結(jié)構(gòu)緊籌整體性強，大大降低了非受熱面的鋼架支撐；換熱器水路多回程無隔板實現(xiàn)與鍋爐的完美匹配，鍋水循環(huán)實現(xiàn)均勻下降上升自動調(diào)節(jié)；煙塵在爐內(nèi)多次擴容減速重力沉降，多回路流程慣性分離，大幅度降低煙塵的初始排放濃度；對流管束立式布置橫向沖刷，大大減少受熱面積灰降低熱阻和流阻；采用全膜式水冷壁，煙氣流程長，換熱效果好熱效高；鍋爐不結(jié)垢、不氧腐蝕、不用排污、不用軟化水設(shè)備和除氧設(shè)備，是一種高效、節(jié)能、節(jié)水、降耗、減排非常顯著的集中供熱鍋爐。
文檔編號F24H7/00GK101338943SQ20081014709
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
發(fā)明者森 王 申請人:森 王