專利名稱：一種模塊式組裝的再熱性余熱蒸汽鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模塊式組裝的再熱性余熱蒸汽鍋爐技術(shù)，尤其是具有四種模塊特征而有機對接入、出煙口和集箱直流水接口及確定主體模塊合理級數(shù)、種類而組合成余熱鍋爐主體的具有再熱性蛇形管余熱爐再熱汽包模塊、“管束——集箱”余熱爐主體模塊或者數(shù)級“集箱——熱管”蟠龍集箱余熱爐主體模塊并組合冷凝蛇形管余熱爐防腐底座模塊組合而成余熱回收利用的或以煙氣余熱為熱源針對其它余熱尾汽再熱的余熱蒸汽鍋爐。
目前，公知的常規(guī)余熱蒸汽鍋爐，由于鍋、窯爐煙氣大部分的余熱氣流與余熱鍋爐受熱面內(nèi)水的熱交換相位大部重疊，造成嚴(yán)重的熱交換障礙，其余熱回收率很低，一般只是回收煙氣余熱總量的20％左右，尤其是所產(chǎn)蒸汽的能量密度極低，利用率就更低，但是，往往是受熱面又需要設(shè)計得卻非常大。
本發(fā)明的目的是針對工業(yè)鍋、窯爐的350℃左右的煙氣余熱回收與利用，通過模塊式組裝結(jié)構(gòu)，把若干不同或相同的結(jié)構(gòu)模塊順序地上下(或前后隨機地)組合起來，實現(xiàn)直流給水條件下的自余熱爐底部曲折左右并一層層的上升到上頂?shù)钠佂矁?nèi)(在到達鍋筒之時，水早已汽化或過熱汽化到220～320℃以獲得盡可能接近余熱煙氣初始溫度的能量密度值)而余熱煙氣則是自上頂部汽包鍋筒下面的逆向于爐內(nèi)給水路線而曲折左右起或者干脆層曲層折遞下，待到從底座模塊出煙口排出煙氣已降至80～150℃(以盡可能地降低最終的排煙溫度)使現(xiàn)行工業(yè)鍋、窯爐的余熱煙氣中的余熱總能量回收利用率均達50～80％，實現(xiàn)無熱交換相位重疊水體和對應(yīng)無熱交換相位重疊煙體的熱工原理創(chuàng)新和工藝突破，為我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)能降耗做出貢獻。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的把本發(fā)明分成三至四個模塊或若干級主體模塊的上下組合(或前后串聯(lián)組合)，最底部的是防腐底座模塊，中部是“集箱一—管束”主體模塊和蟠龍“集箱——熱管”的主體模塊，最上部是再熱汽包模塊。其中的防腐底座模塊是四周設(shè)爐墻(墻內(nèi)置豎集箱管)，采用端部四至若干置豎集箱而水平層曲層折或分單元層層均勻排屏平置接接各冷凝蛇形管屏層管(或管組)，若干層管屏分一組為一個煙氣導(dǎo)流隔板局煙區(qū)而上下分若干個隔板層，層與層端錯位設(shè)一個上、下過煙口；“集箱——管束”主體模塊是四周設(shè)爐墻，采用上下對應(yīng)并列橫置若干組橫集箱，每箱組上下均由三排(或若干排)管束屏組豎向連接相通。管束豎向勻分等距的橫向組合平設(shè)的八至若干層管束分段的拼接層板，每相鄰“管束——集箱”的各管束對應(yīng)分段在整模塊主體膛水平尺度內(nèi)，組拼的各板聯(lián)拼為一層，層與層上下于端部錯位遞留一個過煙口并在整個模塊系統(tǒng)上下底設(shè)封板，對應(yīng)于底座模塊的入煙口的位置設(shè)有出煙口，對應(yīng)上部模塊的出煙口的位置設(shè)有入煙口；蟠龍集箱熱管主體模塊的結(jié)構(gòu)是四周設(shè)爐墻，采用勻布熱管集箱兩合式結(jié)構(gòu)置入“U”形熱管頂部翅片組系組引后焊制成熱管集箱的由集箱水平左右蛇藝盤行直流接前后左右或上下層唯首尾接通層遞若干組的“集箱——熱管”系的單管通箱局合系，其中熱管集箱之每直段則順次由彎頭聯(lián)管連通而成，唯有集箱組一端向上通箱與上層模塊單管尾端的箱組對應(yīng)通接，而另一端則向下通箱于下層模塊對應(yīng)箱系單管首端，構(gòu)成曲折各箱唯一通箱若干層且由隔板分層系統(tǒng)，各隔板端上下層層錯位只設(shè)一個過煙口，而整個模塊對應(yīng)上部模塊系的出煙口設(shè)有入煙口，對應(yīng)下部模塊系的入煙口設(shè)有出煙口；再熱汽包模塊，四周設(shè)爐墻，上頂設(shè)汽包鍋筒，筒一頭腹下開口接鍋筒聯(lián)管通過熱上集箱，箱并通接蛇形過熱管屏，管排均蛇形通來鍋筒下面的另一端的下部過熱下集箱，在模塊過熱膛的前端設(shè)開余熱煙氣入口，口入煙氣，氣受上、下導(dǎo)煙懸板引流順蛇形管上下蛇形于過熱膛內(nèi)并于后端豎向下流出出煙口。這樣，把底座模塊水平定位后(出煙口接引風(fēng)機)，上接裝主體模塊，再上裝熱管主體模塊及再熱汽包模塊(必要時，可設(shè)若干全等主體模塊遞入組合)使之各上、下模塊的出、入煙口相通，以及入、出集箱口首尾相通，構(gòu)成余熱鍋爐直流給水水源入于底座模塊的底部集箱入水口，口通入豎集箱，箱并通各層冷凝蛇形管屏通入另側(cè)端的豎集箱，集箱復(fù)引聯(lián)管通入上部主體模塊的下底橫聯(lián)集箱，箱分通各“管束——集箱”分系的下集箱，各下集箱并流向上對應(yīng)通各系管屏直至各自向上的上集箱，各上集箱統(tǒng)一并通在上頂一側(cè)的橫聯(lián)集箱，箱引管通入再上部的“集箱——熱管”主體模塊上……最后通入再熱汽包模塊的底部后(前)端的過熱下集箱，集箱并通各蛇形過熱管屏，各管并通前端上頂過熱上集箱，箱過鍋筒聯(lián)管通上部汽包鍋筒。當(dāng)余熱煙氣350℃左右正常輸配，自頂上再熱汽包模塊進入余熱煙氣主入煙口，準(zhǔn)密閉式通下曲折遞至底座模塊的出煙口由引風(fēng)機引出，而同時給水泵從底座模塊的入水口穩(wěn)流注入(及至主體模塊內(nèi)的各集箱滿水并經(jīng)驗確定調(diào)配煙氣余熱量參考下的直流水位而保持穩(wěn)流汽化給水)，則由于水體直流曲折層遞于底座模塊內(nèi)漸次向上吸熱，其進入主體模塊之前約從60℃給水狀態(tài)設(shè)計升溫到了150℃左右，隨而沿豎管束(或者“集箱——熱管”系的蟠龍熱管集箱)配流左右曲折行流地緩慢上升并逐漸升溫在主體模塊內(nèi)由各層拼接隔板順次導(dǎo)煙的層層遞次高溫若干指標(biāo)的逆向于煙側(cè)煙流，待到各管束管內(nèi)水側(cè)細(xì)流始于150℃受熱相位水體經(jīng)約百幾十秒鐘之后流至上聯(lián)箱內(nèi)已升溫到220℃左右(若主體模塊僅僅采用的是“集箱——熱管”主體模塊，則進入集箱之水始于150℃受熱的相位水體，依然是在緩慢地經(jīng)約百幾十秒鐘后流至上聯(lián)箱出水口之時，也必然在節(jié)節(jié)接受各“U”型熱管導(dǎo)來之熱接力升溫到220℃左右)；隨后，升溫之水定壓(2.5Mpa)汽化進入再熱汽包模塊的過熱下箱入水口，口入箱并通經(jīng)各過熱管屏再熱接力升溫及至汽包鍋筒之中已可升溫到250～320℃。與此相應(yīng)，整個模塊組合的余熱鍋爐的入煙初始溫350℃授熱相位煙氣體經(jīng)約十?dāng)?shù)秒鐘以上時間后最終出爐的溫度則為80℃左右，至此，本發(fā)明的余熱總能量的回收利用率約為70～80％。
由于采用了上述方案，本發(fā)明實現(xiàn)了模塊化組合結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了整體余熱鍋爐的煙氣側(cè)與直流給水側(cè)的兩相流準(zhǔn)靜態(tài)層遞熱交換的煙水對動的工作原理工程化和超效余熱回收利用，尤其是能量密度一改傳統(tǒng)余熱鍋爐的蒸汽能量密度僅限于余熱爐設(shè)計排煙溫度指標(biāo)以下水準(zhǔn)的低效利用的無奈局面，使之余熱爐蒸汽的能量密度達到初始煙氣余熱溫度相接近的水準(zhǔn)，使我國鍋、窯爐余熱發(fā)電的效率數(shù)倍乃至十?dāng)?shù)倍地提高和全面應(yīng)用，即便是工程用熱，其利用率提高也接近十倍有余(比如說，常規(guī)余熱鍋爐在余熱煙氣初始溫度350℃的情況下的蒸汽出力溫度最高不過160℃左右，這個指標(biāo)是極其勉強地適應(yīng)在印染整形和發(fā)電工程之上……而本發(fā)明的250～320℃的工作溫度卻大有超效若干倍之益……)。
下面根據(jù)說明書附圖對本發(fā)明作進一步說明

圖1，是本發(fā)明底座模塊部分的橫位剖上視(示意)結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1的I——I剖位主視(示意)結(jié)構(gòu)圖。
圖3，是本發(fā)明“集箱——管束”結(jié)構(gòu)的主體模塊的橫位局剖上視(示意)結(jié)構(gòu)圖；圖4是圖3的II——II剖位主視(示意)結(jié)構(gòu)圖。
圖5，是本發(fā)明“集箱——熱管”結(jié)構(gòu)的主體模塊的橫位局剖上視(示意)結(jié)構(gòu)圖；圖6是圖5的IV——IV剖位側(cè)視(示意)局部結(jié)構(gòu)圖。
圖7，是本發(fā)明的再熱汽包模塊的橫位局剖上視(示意)結(jié)構(gòu)圖；圖8，是圖7的III—III剖位主視(示意)結(jié)構(gòu)圖。
圖9，是，本發(fā)明四種模塊組合裝配管網(wǎng)對接示意圖。
圖中，1、系統(tǒng)底盤總成(簡底盤總成)；2、四周磚砌爐墻(簡爐墻)；3、出煙排氣口(簡出煙口)；4、不銹鋼防腐隔(襯)板(簡防腐隔板)；5、不銹鋼防腐(或涂層防腐)水平層層布置的細(xì)徑冷凝單管蛇形過膛管屏(簡冷凝蛇形管屏)；6、豎向過流配流集箱(簡豎集箱)；7、入煙口；8、豎向聚流過流集箱(簡豎聚流集箱或稱豎集箱)；9、過、配流下聯(lián)箱、集箱外向入水、汽引入口(簡入水口或稱下聯(lián)箱或稱入汽口)；10、出水集箱、聯(lián)箱外向引出口(簡出水口)；11、冷凝性熱交換煙箱式低水冷防腐膛(簡冷凝膛)；12、豎向分段橫向?qū)熈鞴?jié)節(jié)熱交換相位水體漸次增溫上升的細(xì)徑多管平行組排管屏(簡細(xì)徑管屏)；13、各“集箱——管束”系上集箱橫聯(lián)聚、過水(汽)聯(lián)通集箱(簡上聯(lián)箱)；14、若干層拼接隔板分區(qū)橫向?qū)熈鞯闹黧w熱交換煙箱式低水冷爐膛(簡主體膛)；15、上集箱；16、下集箱；17、.清灰口；18、模塊體上、下底封板(簡封板)；19、金屬表體；20、硅酸鋁等輕質(zhì)保溫層(簡保溫層)；21、再熱性倒“U”形的扣合焊接集箱的內(nèi)置翅片組頂段于集箱內(nèi)空軸心而兩腳向下穿過箱壁伸于主體膛內(nèi)串翅片組疊體中心或相臨兩腿合串的“集箱——熱管”系熱管(簡“U”型熱管)；22、層疊穿掛于“U”型熱管的聚熱翅片(簡翅片)；23、上聯(lián)管；24、“集箱——熱管”的過、聚水流且聚熱直流集箱(簡熱管集箱)；25、熱管集箱聯(lián)通單向彎引直流管道(稱簡熱管聯(lián)箱或聯(lián)管)；26、聚、導(dǎo)流豎板(簡豎板)；27、下聯(lián)管；28、蒸汽出力主、副口(簡出力口)；29、人孔；30、汽包鍋筒；31、排污管；32、上(左)下(右)曲折導(dǎo)煙流蛇形管煙箱式低水冷再熱膛(簡再熱膛)；33、推拉除灰總成(簡除灰總成)；34、鍋筒聯(lián)管；35、橫置過熱上集箱(簡過熱上箱)；36、橫置過熱下集箱(簡過熱下箱)；37、豎(平)置排蛇形過膛單管過熱管屏(簡過熱管屏)；38、上下導(dǎo)煙懸置隔板(簡懸板)；39、冷凝防腐蛇形管屏勻布的煙箱或低水冷模塊(簡底座模塊)；40、主體模塊；41、熱管主體模塊；42、再熱汽包模塊；43、“底座——主體”模塊通水聯(lián)管(簡底主聯(lián)管)；44、熱管模塊集箱相機定向通汽聯(lián)管(簡熱汽聯(lián)管)；45、“主體——主體”模塊通水通汽聯(lián)管(簡聯(lián)管)；46、”熱管___再熱”模塊通水聯(lián)管(簡熱再聯(lián)管)；47、導(dǎo)熱油爐等排放余熱的常規(guī)能源設(shè)備；48、引風(fēng)機；49、煙囪；50、高壓直流給水泵；51、電站熱網(wǎng)用熱設(shè)備的余熱尾汽再利用入余熱爐的輸配閥管系統(tǒng)(簡余熱尾汽輸配系)；52、軟化水水源閥管系統(tǒng)(簡軟水系)；53、穿管拼接隔板；54、安全系座口；55、主入煙口。
在圖1中，四豎集箱(8)砌于四周爐墻(2)膛中，冷凝蛇形管屏(5)兩組式水平層疊于冷凝膛(11)內(nèi)；對應(yīng)箱(8)每引向外設(shè)有入水口(9)和出水口(10)；墻(2)外周設(shè)保溫層(20)，模塊表體(19)。
在圖2中，兩豎集箱(8)砌護于爐墻(2)內(nèi)，冷凝蛇形管屏(5)左右過膛(11)通箱(8)而十五層分由兩防腐隔板(4)隔成三區(qū)每區(qū)導(dǎo)煙自左頂入煙口(7)橫向?qū)熤劣叶诉^板(4)所設(shè)開的過煙口再折向左至左端順板(4)所設(shè)開的過煙口再折向右端過爐墻(2)直向出煙口(3)而去；右端墻(2)下部外向開冷凝防腐膛(11)的出煙口(3)和上部外設(shè)通集箱(6)的出水口(10)，左端外下部開設(shè)通集箱(8)的入水口(9)。
在圖3中，四周設(shè)爐墻(2)，若干組“集箱——管束”系均布于主體膛(14)內(nèi)，每系的上集箱(15)并接通于相對橫置上聯(lián)箱(13)，每系箱(15)向下并通經(jīng)三排細(xì)徑管屏(12)至下部向向外開有入水口(9)的下集箱(16)而去，下集箱(16)并通于下聯(lián)箱(9)。
在圖4中，兩端爐墻(2)與上、下封板(18)所局主體膛(14)之內(nèi)豎設(shè)若干組的上聯(lián)箱(13)橫接并通各上集箱(15)，下聯(lián)箱(9)相對橫接并通各下集箱(16)，各對應(yīng)上、下集箱(15、16)每設(shè)三排細(xì)徑管屏(12)的“集箱——管束”系；在各系準(zhǔn)全等細(xì)徑管屏三至若干排束上下游動串有若干穿管定位與相臨系拼接的拼接隔板(53)而統(tǒng)一拼成若干水平引煙的分區(qū)導(dǎo)流層，層與層上下各端錯位每開一個過煙口，其由入煙口(7)引煙入膛(14)向左至端下行折向右，右至端下行再折向左，左至端下行再折向右……直至底部出煙口(3)。
在圖5中，在四周爐墻(2)的主體膛(14)內(nèi)，均布有熱管集箱(24)下部的各條“U”型熱管(21)的兩腳管體每垂下并與相臨管(21)的腳管共串置在長方形的翅片(22)的均勻疊體正中，每兩片(22)疊體之間的空隙膛(14)屏式截檔煙氣設(shè)豎板(26)成局煙氣沖刷片(22)的板片面排，排排片(22)與管(21)組體正錯位導(dǎo)引煙流并傳熱向上導(dǎo)入箱(24)的直流水體里；箱(24)的一側(cè)板片面排的左端外向自下引來下聯(lián)管(27)，管(27)內(nèi)水入源水向右于右端繼入熱管聯(lián)箱(25)再續(xù)入第二條屏面排的箱(24)向左、右至端又入第二個箱(25)進入第三條屏面排的箱(24)向右……如此直流水行于若干箱(24)和箱(25)單管續(xù)接的最后的板片面排于右端引上聯(lián)管(23)遞通第二層模塊分系的對應(yīng)接續(xù)的箱(24)、箱(25)而去。
在圖6中，熱管集箱(24)縱軸半箱(24)的正下方每鉆兩孔成組向下每每穿過“U”型熱管(21)的兩腳而管(21)頂宜于箱(24)軸心，其腳垂下之管(21)部分與相臨管(21)之腳共串置入多層翅片(22)的疊體之中。
在圖7中，四周保溫層(20)之內(nèi)的再熱膛(32)內(nèi)，若干條過熱管屏(37)每上、下曲折蛇形膛(32)于右端下部引過熱下箱(36)之汽并配分通接向左端上部分過熱上箱(35)內(nèi)；左體向外設(shè)開三個入煙口(53)，右端體下部向外對應(yīng)箱(36)設(shè)通入汽口(9)；右端底部向下過封板(18)開三個出煙口(3)。
在圖8中，汽包鍋筒(30)的下方右底部外側(cè)引的入汽口(9)通入過熱下箱(36)，箱(36)向上分通接有過熱管屏(37)，屏(37)左向蛇行向上繞一懸板(38)折彎向下至底部的除灰總成(33)近處再繞二懸板(38)折彎向上……如此每繞對應(yīng)懸板(38)而上、下蛇行到左端上部并入過熱上箱(35)，箱(35)上設(shè)鍋筒聯(lián)管(34)唯通汽向筒(30)，筒(30)上開安全系座口(54)和蒸汽出力口(28)；再熱膛(32)左向外開有入煙口(53)，右端底部向下過封板(18)平開出煙口(3)。
在圖9中，自上而下于底座模塊(39)之上依次向上遞裝主體模塊(40)、熱管主體模塊(41)兩塊、再熱汽包模塊(42)，而余熱煙氣自主入煙口(55)入內(nèi)，于底部出煙口(3)出而被引風(fēng)機(48)引向煙囪(49)；直流給水由高壓直流給水泵(50)自模塊(39)底左下部入水口(9)或由余熱尾汽輸配系(51)輸入直流蒸汽到入汽口(9)，繼而從模塊(39)右上引出經(jīng)聯(lián)管(43)進入模塊(40)右下部的入水(汽)口(9)再于其左上部出水口(10)，水(10)經(jīng)聯(lián)管(45)接入模塊(41)塊(41)于左端接聯(lián)管(44)入第二模塊(41)和模塊(42)而最終到汽包鍋筒(30)內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種模塊式組裝的再熱性余熱蒸汽鍋爐，其特征是四種模塊分體組裝而有機對接入煙口7、出煙口3以及各模塊集箱入、出水口(9、10)且隨機確定主體模塊合理組合級次類別以組合成現(xiàn)行鍋、窯爐余熱回收利用的節(jié)能設(shè)備，其一是設(shè)有冷凝蛇形管屏5層組連通豎集箱8的煙箱式低水冷底座模塊39，其二是設(shè)有若干“集箱——管束”的細(xì)徑管屏12與上集箱15、下集箱16組合系，系組由上聯(lián)箱13、下聯(lián)箱9共通的有機結(jié)構(gòu)的主體模塊40，其三是設(shè)有“集箱——熱管”的熱管集箱24、“U”型熱管21、熱管聯(lián)箱25有機結(jié)構(gòu)的熱管主體模塊41，其四是設(shè)有過熱管屏37、過熱上箱35、過熱下箱36、汽包鍋筒30、鍋筒聯(lián)管34有機結(jié)構(gòu)的再熱汽包模塊42的上下組合或前后聯(lián)接組合的余熱蒸汽鍋爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱蒸汽鍋爐，其具體特征是熱管主體模塊41是在四周爐墻2的主體膛14內(nèi)，所布“集箱——熱管”系的熱管集箱24的半箱24正下位每鉆兩孔分穿入“U”型熱管21的兩管21的腳，腳伸入膛14內(nèi)每兩鄰之管21腳共串于一組翅片22，片22與另一組片22之間設(shè)擋煙豎板26構(gòu)成與箱24及箱24內(nèi)外“U”型熱管21共組的板片面排，排排準(zhǔn)逆向引煙氣而在各箱24的首尾端均由熱管聯(lián)箱25相接成定向直流系，系或聯(lián)通上、下統(tǒng)一構(gòu)成單向直流水集箱的單層箱25組系的直流水蛇行方向相對煙氣流方向氣水或氣汽熱交換原理和煙箱式低水冷余熱爐結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱蒸汽鍋爐，其具體特征是冷凝底座模塊39、主體模塊40、熱管主體模塊41統(tǒng)一具有煙氣與汽流經(jīng)由各管屏對蒸汽再熱功能的煙汽對流熱交換的再熱蒸汽余熱鍋爐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱鍋爐，其具體特征是各模塊組合統(tǒng)一接力聯(lián)通入、出煙口(7、3)，自上(前)向下(后)曲折單一流蛇行煙氣步步設(shè)計授熱而同時又統(tǒng)一接力聯(lián)通入、出水口(9、10)自下(后)向上(前)曲折單一直流蛇行水逆向步步地設(shè)計受熱的無熱交換相位重疊水體和對應(yīng)無熱交換相位重疊煙體的熱工原理和工藝結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種模塊式組裝的再熱性余熱蒸汽鍋爐新技術(shù)，尤其是設(shè)有冷凝蛇形管屏的底座模塊、“集箱－管束”的主體模塊、“集箱－熱管”之“U”型熱管的再熱主體模塊、過熱管屏的再熱汽包模塊有機上、下煙、水對動而超效回收利用現(xiàn)行鍋、窯爐煙氣余熱的具有無熱交換相位重疊水體和對應(yīng)無熱交換相位重疊煙氣體的工作原理，把余熱鍋爐蒸汽出力的能量密度提高到略低于原始煙氣余熱溫度10～20℃水平的余熱蒸汽鍋爐。
文檔編號F22B31/00GK101021306SQ200710088070
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月12日
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