專利名稱：分離式翅片板蒸汽發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的分離式翅片板蒸汽發(fā)生器涉及一種蒸汽發(fā)生器，特別涉及一種利用煙氣余熱直接產(chǎn)生高壓蒸汽的設(shè)備。
背景技術(shù)：
我國(guó)的工業(yè)爐數(shù)量眾多，廣泛應(yīng)用于冶金，化工，石油等領(lǐng)域，這些工業(yè)爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔獯罅康呐欧诺搅舜髿庵校斐闪四茉吹睦速M(fèi)和大氣熱污染。通過(guò)煙氣余熱回收技術(shù)，降低煙氣的排放溫度，在能源緊缺且環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重的今天顯得非常關(guān)鍵，而如何高效回收煙氣余熱，成為了一個(gè)十分重要又迫切的課題。傳統(tǒng)的余熱鍋爐是利用煙氣的余熱，預(yù)熱水和空氣供鍋爐使用，降低鍋爐的能耗，余熱并不用來(lái)直接產(chǎn)生高壓蒸汽，煙氣余熱利用率較低。同時(shí)，由于傳統(tǒng)換熱器存在效率較低或者煙氣阻力高等的問(wèn)題，并不能真正達(dá)到高效回收余熱的目的。翅片板結(jié)構(gòu)是板翅式結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，由于其緊湊，高效，便于安裝，同時(shí)煙氣阻力降較小的特點(diǎn)，特別適用于煙氣余熱回收領(lǐng)域。但是翅片板由于是整體鎳基釬焊而成，板內(nèi)部可承受的壓力較小，約為1.5 bar，這種缺陷使得翅片板換熱器本身無(wú)法作為蒸汽發(fā)生器來(lái)使用。而分離式翅片板蒸汽發(fā)生器就解決了這一難題，通過(guò)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，使得該設(shè)備能夠高效的直接產(chǎn)生高壓蒸汽，并入蒸汽管網(wǎng)供后續(xù)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服上述傳統(tǒng)余熱鍋爐的缺點(diǎn)，針對(duì)翅片板內(nèi)部無(wú)法承受高壓的問(wèn)題，提出了一種分離式翅片板蒸汽發(fā)生器。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，設(shè)備簡(jiǎn)單，便于安裝；使用壽命長(zhǎng)，余熱利用率高，設(shè)備成本低。比同類余熱鍋爐性能有了很大的提高。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，由蒸發(fā)端和冷凝端通過(guò)上升管和下降管連接組成，其特征是，所述蒸發(fā)端由若干翅片板平行排列，安插于煙道之中，翅片板間是煙氣通道，板內(nèi)充注傳熱工質(zhì)，傳熱工質(zhì)經(jīng)煙氣加熱蒸發(fā)，與煙氣呈逆向流動(dòng)。所述冷凝端是一個(gè)釜狀承壓設(shè)備，內(nèi)部由若干長(zhǎng)度不等的翅片板組成，獨(dú)立于煙道之外，高于蒸發(fā)端安置，翅片板間是水-蒸汽通道，板內(nèi)同樣充注有傳熱工質(zhì)，與蒸發(fā)端通過(guò)上升管和下降管連接。傳熱工質(zhì)在此處冷凝放熱，加熱水蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽。所述蒸發(fā)端安插在煙道中，材料均為316L不銹鋼，防止酸腐蝕。所述冷凝端為釜狀結(jié)構(gòu)，可以承受高壓，解決了鎳基釬焊翅片板結(jié)構(gòu)承壓能力不強(qiáng)的缺點(diǎn)，獨(dú)立于煙道之外，用來(lái)直接產(chǎn)生高壓蒸汽，內(nèi)部有長(zhǎng)度不等的翅片板平行排列，冷凝端安置在蒸發(fā)端的上方，保證板內(nèi)的傳熱工質(zhì)因壓力差而自然對(duì)流。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述蒸發(fā)端翅片板直接安插在煙道中，不需要通過(guò)孔板或封頭等部件連接，不僅布置更靈活，同時(shí)也避免了復(fù)雜的連接工藝。 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述蒸發(fā)端煙氣側(cè)(翅片板外側(cè))翅片高度大于6mm，這個(gè)尺度可以有效防止結(jié)垢。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述蒸發(fā)端翅片板間距大于6mm，小于12mm，這個(gè)尺度可以保證蒸發(fā)端的傳熱和流動(dòng)性能，在合理的阻力降范圍內(nèi)獲得最好的傳熱效果。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述蒸發(fā)端翅片板上方開(kāi)孔串聯(lián)于一根總管(直管)，繼而與上升管連接；下 方開(kāi)孔串聯(lián)一根總管(直管)，繼而與下降管連接。冷凝端翅片板上方開(kāi)孔串聯(lián)于一根半圓形總管，繼而與上升管連接；下方開(kāi)孔串聯(lián)于一根半圓形總管，繼而與下降管連接。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述兩端(蒸發(fā)端和冷凝端)翅片板通過(guò)上升管、下降管相連以后，內(nèi)部通道用真空泵抽真空至10_3 Pa以下，然后充注傳熱工質(zhì)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上升管(包括與之連接的總管)的管徑要略大于下降管(包括與之連接的總管)的管徑。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述翅片板為逆流翅片板，由隔板，封條，內(nèi)部翅片和外部翅片整體鎳基釬焊而成，鎳基釬焊可以有效避免酸腐蝕的影響。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述翅片板的端面須插入到一個(gè)兩端封閉的圓形套管中，用手弧焊連接密封。圓形管可以確保板內(nèi)的承壓能力。圓形套管上開(kāi)孔與對(duì)應(yīng)總管連接。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述翅片板插入套管的長(zhǎng)度約為圓形套管直徑的1/4，確保焊接的質(zhì)量，同時(shí)避免出現(xiàn)流動(dòng)死區(qū)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上下方圓形套管開(kāi)孔位置在翅片板對(duì)角線相距最遠(yuǎn)處，確保傳熱工質(zhì)從進(jìn)口到出口的各路徑阻力相同，受熱均勻。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述蒸發(fā)端可以單獨(dú)作為預(yù)熱器使用，翅片板內(nèi)不充注傳熱工質(zhì)，而是作為預(yù)熱水(空氣)通道。板間煙氣與板內(nèi)側(cè)的預(yù)熱水(空氣)進(jìn)行換熱。本發(fā)明將蒸發(fā)端與冷凝端分開(kāi)，其中蒸發(fā)端置于煙道之中，利用煙氣余熱來(lái)使傳熱工質(zhì)蒸發(fā)，通過(guò)上升管進(jìn)入冷凝端冷凝，放出大量的熱量從而加熱水產(chǎn)生高壓蒸汽。冷凝端采用釜狀結(jié)構(gòu)，可以承受高壓。由于冷凝端在煙道之外，不僅可以大大簡(jiǎn)化對(duì)煙道的改造，也可以有效防止煙道中酸性氣體對(duì)設(shè)備的腐蝕，減少設(shè)備成本。此分離式翅片板蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，設(shè)備簡(jiǎn)單，便于安裝；使用壽命長(zhǎng)，余熱利用率高，設(shè)備成本低。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例的工作原理圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的逆流型翅片板結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的翅片板連接套管圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的分離式翅片板蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的蒸發(fā)端示意圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例的冷凝端示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例參照?qǐng)D1，分離式翅片板蒸汽發(fā)生器由蒸發(fā)端和冷凝端通過(guò)上升管和下降管連接組成。蒸發(fā)端安插于煙道之中，翅片板間是煙氣通道，板內(nèi)充注傳熱工質(zhì)，傳熱工質(zhì)經(jīng)煙氣加熱蒸發(fā)，與煙氣呈逆向流動(dòng)。冷凝端獨(dú)立于煙道之外，高于蒸發(fā)端安置，翅片板間是水-蒸汽通道，板內(nèi)同樣充注有傳熱工質(zhì)，與蒸發(fā)端通過(guò)上升管和下降管連接。傳熱工質(zhì)在此處冷凝放熱，加熱水蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽。參照?qǐng)D2，翅片板是316L不銹鋼材質(zhì)，由隔板，封條，內(nèi)部翅片和外部翅片整體鎳基釬焊而成，可以有效避免煙道中可能發(fā)生的酸腐蝕現(xiàn)象。參照?qǐng)D3，翅片板的端面須插入到一個(gè)兩端封閉的圓形套管中，插入套管的長(zhǎng)度約為圓形套管直徑的1/4，確保焊接的質(zhì)量，同時(shí)避免出現(xiàn)流動(dòng)死區(qū)。上下方套管開(kāi)孔位置在翅片板對(duì)角線相距最遠(yuǎn)處，確保傳熱工質(zhì)從進(jìn)口到出口的各路徑阻力相同，受熱均勻。 參照附圖4，本發(fā)明將蒸發(fā)端與冷凝端分開(kāi)，其中蒸發(fā)端置于煙道之中，冷凝端獨(dú)立于煙道之外，高于蒸發(fā)端安置。不僅可以大大簡(jiǎn)化對(duì)煙道的改造，也可以有效防止煙道中酸性氣體對(duì)設(shè)備的腐蝕，減少設(shè)備成本。參照?qǐng)D5，蒸發(fā)端安插在煙道中，由若干翅片板平行排列而成，翅片板間是煙氣通道，板內(nèi)充注傳熱工質(zhì)。煙氣側(cè)翅片高度大于6mm，板間距在6-12mm之間。蒸發(fā)端翅片板上方開(kāi)孔串聯(lián)于一根總管(直管)，繼而與上升管連接；下方開(kāi)孔串聯(lián)一根總管(直管)，繼而與下降管連接。翅片板上下方開(kāi)孔位置在翅片板對(duì)角線相距最遠(yuǎn)處，確保傳熱工質(zhì)從進(jìn)口到出口的各路徑阻力相同，受熱均勻。蒸發(fā)端也可以單獨(dú)作為預(yù)熱器使用，翅片板內(nèi)不充注傳熱工質(zhì)，而是作為預(yù)熱水(空氣)通道，板間煙氣與板內(nèi)側(cè)的預(yù)熱水(空氣)進(jìn)行換熱。參照?qǐng)D6，冷凝端是一個(gè)釜狀設(shè)備，可以承受高壓，直接產(chǎn)生高壓蒸汽，解決了鎳基釬焊翅片板結(jié)構(gòu)承壓能力不強(qiáng)的缺點(diǎn)，內(nèi)部由若干長(zhǎng)度不等的翅片板組成，翅片板間是水-蒸汽通道，板內(nèi)是傳熱工質(zhì)通道，與蒸發(fā)端通過(guò)上升管和下降管連接。冷凝端翅片板上方開(kāi)孔串聯(lián)于一根半圓形總管，繼而與上升管連接；下方開(kāi)孔串聯(lián)于一根半圓形總管，繼而與下降管連接。翅片板上下方開(kāi)孔位置在翅片板對(duì)角線相距最遠(yuǎn)處，確保傳熱工質(zhì)從進(jìn)口到出口的各路徑阻力相同，受熱均勻。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但實(shí)施例和附圖并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可作各種變化或潤(rùn)飾，同樣屬于本發(fā)明之保護(hù)范圍。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，由蒸發(fā)端和冷凝端通過(guò)上升管和下降管連接組成，其特征是，所述蒸發(fā)端由若干翅片板平行排列，安插于煙道之中，翅片板間是煙氣通道，板內(nèi)抽真空后充注傳熱工質(zhì)，傳熱工質(zhì)經(jīng)煙氣加熱蒸發(fā)，與煙氣呈逆向流動(dòng)；所述冷凝端是一個(gè)釜狀承壓設(shè)備，內(nèi)部由若干長(zhǎng)度不等的翅片板組成，獨(dú)立于煙道之外，高于蒸發(fā)端安置，翅片板間是水-蒸汽通道，板內(nèi)同樣充注有傳熱工質(zhì)，與蒸發(fā)端通過(guò)上升管和下降管連接；傳熱工質(zhì)在此處冷凝放熱，加熱水蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述蒸發(fā)端安插在煙道中，材料均為316L不銹鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述冷凝端為釜狀承壓結(jié)構(gòu)，獨(dú)立于煙道之外，用來(lái)直接產(chǎn)生高壓蒸汽，內(nèi)部有長(zhǎng)度不等的翅片板平行排列，冷凝端安置在蒸發(fā)端的上方，保證板內(nèi)的傳熱工質(zhì)因壓力差而自然對(duì)流。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述蒸發(fā)端翅片板直接安插在煙道中，不需要通過(guò)孔板或封頭等部件連接，不僅布置更靈活，同時(shí)也避免了復(fù)雜的連接工藝。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述蒸發(fā)端煙氣側(cè)翅片高度大于6_，這個(gè)尺度可以有效防止結(jié)垢。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述蒸發(fā)端翅片板間距大于6mm,小于12mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述蒸發(fā)端翅片板上方開(kāi)孔串聯(lián)于一根總管，繼而與上升管連接；下方開(kāi)孔串聯(lián)一根總管，繼而與下降管連接；冷凝端翅片板上方開(kāi)孔串聯(lián)于一根半圓形總管，繼而與上升管連接；下方開(kāi)孔串聯(lián)于一根半圓形總管，繼而與下降管連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述蒸發(fā)端和冷凝端的翅片板通過(guò)上升管、下降管相連以后，內(nèi)部通道用真空泵抽真空至10_3 Pa以下，然后充注傳熱工質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述上升管，包括與之連接的總管，的管徑要略大于下降管，包括與之連接的總管，的管徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述翅片板為逆流翅片板，由隔板，封條，內(nèi)部翅片和外部翅片整體鎳基釬焊而成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述翅片板的端面須插入到一個(gè)兩端封閉的圓形套管中，用手弧焊連接密封；所述圓形套管可以確保板內(nèi)的承壓能力，圓形套管上開(kāi)孔與對(duì)應(yīng)總管連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述翅片板插入套管的長(zhǎng)度約為圓形套管直徑的1/4，確保焊接的質(zhì)量，同時(shí)避免出現(xiàn)流動(dòng)死區(qū)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述上下方圓形套管開(kāi)孔位置在翅片板對(duì)角線相距最遠(yuǎn)處，確保傳熱工質(zhì)從進(jìn)口到出口的各路徑阻力相同，受熱均勻。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述蒸發(fā)端可以單獨(dú)作為預(yù)熱器使用，翅片板內(nèi)不充注傳熱工質(zhì)，而是作為預(yù)熱水或者空氣通道；板間煙氣與板內(nèi)側(cè)的預(yù)熱水或者空氣進(jìn)行換熱
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種分離式翅片板蒸汽發(fā)生器，由蒸發(fā)端和冷凝端通過(guò)上升管和下降管連接組成，其特征是，所述蒸發(fā)端由若干翅片板平行排列，安插于煙道之中，翅片板間是煙氣通道，板內(nèi)充注傳熱工質(zhì)，傳熱工質(zhì)經(jīng)煙氣加熱蒸發(fā)，與煙氣呈逆向流動(dòng)。所述冷凝端是一個(gè)釜狀承壓設(shè)備，內(nèi)部由若干長(zhǎng)度不等的翅片板組成，獨(dú)立于煙道之外，高于蒸發(fā)端安置，翅片板間是水-蒸汽通道，板內(nèi)同樣充注有傳熱工質(zhì)，與蒸發(fā)端通過(guò)上升管和下降管連接。傳熱工質(zhì)在此處冷凝放熱，加熱水蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，設(shè)備簡(jiǎn)單，便于安裝；使用壽命長(zhǎng)，余熱利用率高，設(shè)備成本低。
文檔編號(hào)F28F3/06GK102635842SQ20121011050
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者凌祥, 溫鳴科, 顧黎昊 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué), 南京瑞科特?zé)崮茉O(shè)備有限公司