專(zhuān)利名稱(chēng)：臥式沸騰熱管加熱爐及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加熱爐及制作方法，特別涉及一種臥式沸騰熱管加熱爐及制作方法。
背景技術(shù)：
熱管被公認(rèn)為目前世界上最好的換熱元件，其中，水平熱管的換熱特性尤為突出。但是，由于多根水平熱管組合使用時(shí)的工作不均衡性、受熱條件的特殊性，業(yè)界一致認(rèn)為水平熱管在滿(mǎn)足鍋爐合理設(shè)計(jì)要求的條件下，不能在加熱爐的輻射段使用；否則將會(huì)導(dǎo)致爆管問(wèn)題。經(jīng)過(guò)在現(xiàn)有熱管技術(shù)書(shū)籍和加熱爐、鍋爐書(shū)籍中查找，未見(jiàn)到由水平熱管組合結(jié)構(gòu)構(gòu)成加熱爐輻射段及對(duì)流段的加熱爐和鍋爐資料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種臥式沸騰熱管加熱爐及制作方法，適用于各個(gè)石油開(kāi)發(fā)、石化、煉化和冶煉行業(yè)的加熱和換熱生產(chǎn)工藝。其技術(shù)方案是主要由燃燒器接口、燃燒道、外殼、保溫層、爐膛、熱管換熱系統(tǒng)、煙囪和防爆口組成，外殼的一端設(shè)有燃燒器接口和燃燒道，另一端設(shè)有防爆口，外殼的頂部設(shè)有煙 ，外殼的中間設(shè)有爐膛和熱管換熱系統(tǒng)，所述的爐膛完全采用水平沸騰熱管組成，且完全采用水平沸騰熱管組成煙道；所述的熱管換熱系統(tǒng)包括被加熱介質(zhì)進(jìn)出口、多個(gè)水平沸騰熱管和走液管，水平沸騰熱管內(nèi)置有走液管，走液管之間通過(guò)彎頭或匯管相連接，其末端與被加熱介質(zhì)進(jìn)出口連通。上述的燃燒道與支撐導(dǎo)流花板滿(mǎn)焊連接；相鄰的水平沸騰熱管外壁緊貼，并采用滿(mǎn)焊相連，形成圓形火筒；水平沸騰熱管后端的支撐導(dǎo)流花板與導(dǎo)煙板滿(mǎn)焊相接，以保證煙氣沿導(dǎo)煙板與熱管外部形成的煙道流動(dòng)；帶有煙囪的煙箱與燃燒道、支撐導(dǎo)流花板、導(dǎo)煙板滿(mǎn)焊連接；走液管之間通過(guò)彎頭或匯管相連接，從而形成加熱爐換熱系統(tǒng)。上述的水平沸騰熱管外壁緊貼，并采用滿(mǎn)焊相連，形成多層結(jié)構(gòu)，形成圓形煙道?！N臥式沸騰熱管加熱爐的制作方法，其特征是由以下步驟制成
(1)、首先，根據(jù)加熱爐負(fù)荷設(shè)計(jì)并制作水平沸騰熱管；
(2)、根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算出的圓形截面積外圓預(yù)制支撐導(dǎo)流花板，然后，將預(yù)制好的水平沸騰熱管以管管相貼排布均勻的形式，軸向滿(mǎn)焊焊接，并與支撐導(dǎo)流花板一起構(gòu)成火筒；
(3)、將各個(gè)走液管兩端，依據(jù)設(shè)計(jì)與彎頭和進(jìn)出口焊接相連；
(4)、根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的煙道過(guò)流截面積，預(yù)制好導(dǎo)煙板，將導(dǎo)煙板焊接在水平沸騰熱管外壁上；然后，將導(dǎo)煙板在與支撐導(dǎo)流花板、煙箱焊接，構(gòu)成設(shè)計(jì)煙道；
(5)、將預(yù)制好的燃燒道和防爆口分別焊接在花板上，即完成了加熱爐的主體；
(6)、上述五個(gè)步驟完成后，即可進(jìn)行外部保溫；保溫完成后加裝外殼，設(shè)備制作完成。本發(fā)明的有益效果是由于火筒和煙道完全采用水平沸騰熱管構(gòu)成，極大地提高了加熱爐或換熱器的綜合熱效率；它有著綜合熱效率高、加熱均勻、無(wú)安全附件、長(zhǎng)期使用熱工性能穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)；且結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安全可靠。


附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本發(fā)明加熱爐的剖面附圖3是本發(fā)明一層水平沸騰熱管的沿截面外圓均勻排布示意附圖4是本發(fā)明兩層水平沸騰熱管的沿截面外圓均勻排布示意附圖5是本發(fā)明水平沸騰熱管的一種排列示意附圖6是本發(fā)明水平沸騰熱管的第二種排列示意附圖7是本發(fā)明水平沸騰熱管的第三種排列示意附圖8是本發(fā)明水平沸騰熱管的第四種排列示意附圖9是本發(fā)明水平沸騰熱管的第五種排列示意上圖中被加熱介質(zhì)進(jìn)出口 1、防爆口 2、支撐導(dǎo)流花板3、熱管4、保溫層5、走液管6、導(dǎo)煙板7、殼體8、煙囪9、煙箱10、燃燒道11、燃燒器接口 12、爐膛13、煙道14。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖1-9，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述
本發(fā)明主要由燃燒器接口 12、燃燒道11、外殼8、保溫層5、爐膛、熱管換熱系統(tǒng)、煙囪9 和防爆口 2組成，外殼8的一端設(shè)有燃燒器接口 12和燃燒道11，另一端設(shè)有防爆口 2，外殼 8的頂部設(shè)有煙囪9，外殼8的中間設(shè)有爐膛和熱管換熱系統(tǒng)，所述的爐膛13完全采用水平沸騰熱管組成，且完全采用水平沸騰熱管組成煙道14 ；所述的熱管換熱系統(tǒng)包括被加熱介質(zhì)進(jìn)出口 1、多個(gè)水平沸騰熱管4和走液管6，水平沸騰熱管4內(nèi)置有走液管6，走液管之間通過(guò)彎頭或匯管相連接，其末端與被加熱介質(zhì)進(jìn)出口 1連通。上述的燃燒道與支撐導(dǎo)流花板3滿(mǎn)焊連接；相鄰的水平沸騰熱管4外壁緊貼，并采用滿(mǎn)焊相連，形成圓形火筒；水平沸騰熱管4后端的支撐導(dǎo)流花板3與導(dǎo)煙板7滿(mǎn)焊相接， 以保證煙氣沿導(dǎo)煙板7與熱管外部形成的煙道14 ；帶有煙囪的煙箱10與燃燒道11、支撐導(dǎo)流花板3、導(dǎo)煙板7滿(mǎn)焊連接；走液管6之間通過(guò)彎頭或匯管相連接，從而形成加熱爐換熱系統(tǒng)。參照附圖4-9，多個(gè)水平沸騰熱管4的外壁緊貼，并采用滿(mǎn)焊相連，可以焊成多層結(jié)構(gòu)，形成圓形煙道；當(dāng)然，水平沸騰熱管4的排列不僅限于上述附圖所示，其他緊密排列并滿(mǎn)焊相連的結(jié)構(gòu)也盡屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。一種臥式沸騰熱管加熱爐的制作方法，其特征是由以下步驟制成
(1)、首先，根據(jù)加熱爐負(fù)荷設(shè)計(jì)并制作水平沸騰熱管，制作水平沸騰熱管為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知的現(xiàn)有技術(shù)；
(2)、根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算出的圓形截面積外圓預(yù)制支撐導(dǎo)流花板，然后，將預(yù)制好的水平沸騰熱管以管管相貼排布均勻的形式，軸向滿(mǎn)焊焊接，并與支撐導(dǎo)流花板一起構(gòu)成火筒；
(3)、將各個(gè)走液管兩端，依據(jù)設(shè)計(jì)與彎頭和進(jìn)出口焊接相連；
(4)、根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的煙道過(guò)流截面積，預(yù)制好導(dǎo)煙板，將導(dǎo)煙板焊接在水平沸騰熱管外壁上；然后，將導(dǎo)煙板在與支撐導(dǎo)流花板、煙箱焊接，構(gòu)成設(shè)計(jì)煙道；
(5)、將預(yù)制好的燃燒道和防爆口分別焊接在花板上，即完成了加熱爐的主體；
(6)、上述五個(gè)步驟完成后，即可進(jìn)行外部保溫；保溫完成后加裝外殼，設(shè)備制作完成。本臥式沸騰熱管加熱爐的技術(shù)創(chuàng)新特征
該臥式沸騰熱管加熱爐，由于換熱系統(tǒng)完全由水平沸騰熱管構(gòu)成，使熱管效應(yīng)得到充分的發(fā)揮，所以，該爐是加熱爐業(yè)界的一項(xiàng)革命。它也打破了熱管不能裝于加熱爐輻射室的業(yè)界定論。該爐采用了沸騰換熱形式的熱管，其結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有臥式熱管相同，不同的是由于沸騰熱管外壁吸收的是高溫輻射熱，會(huì)使沸騰熱管內(nèi)壁上的熱媒極速汽化和極速上升，從而攜帶熱媒液珠一起撞擊，從而提高了走液管的換熱強(qiáng)度；高溫?zé)崦揭褐榈淖矒糇咭汗芡獗诰彤a(chǎn)生高頻震波，由于熱管與走液管焊接為一體的沸騰熱管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了這一高頻震波將造成走液管和熱管的高頻震動(dòng)；沸騰熱管的高頻震動(dòng)，使得沸騰熱管的吸熱能力得到大幅提升；走液管的高頻震動(dòng)，加速了走液管內(nèi)壁上流體的運(yùn)動(dòng)速度，由此也大幅提升了走液管的吸熱能力；走液管的高頻震動(dòng)，破壞了易結(jié)焦和結(jié)垢被加熱介質(zhì)的結(jié)焦、結(jié)垢條件， 從而使得沸騰熱管具有預(yù)防結(jié)焦和結(jié)垢的性能。本發(fā)明技術(shù)創(chuàng)新特征
將多根水平沸騰熱管4相互間貼緊并滿(mǎn)焊，及其有效地平衡各熱管工作時(shí)的不平衡； 完全由熱管構(gòu)成加熱爐的燃燒輻射室和煙道，使熱管不但得到熱平衡，同時(shí)，使熱管所有表面得到最徹底的利用；是加熱爐業(yè)界的一項(xiàng)革命。該爐最大特點(diǎn)是，所有換熱系統(tǒng)完全由水平沸騰熱管構(gòu)成。臥式沸騰熱管加熱爐的實(shí)效性能
該爐的正常工作傳熱強(qiáng)度在1.^3.0 1/(^2，最高可達(dá)4.5 W/cm2 ；常規(guī)型號(hào)設(shè)備的一般綜合熱效率> 90%。石油開(kāi)發(fā)領(lǐng)域最小爐型的熱效率也不小于85%。不言而喻，隨著爐型的增加，熱效率隨之接近理想高效。本換熱器的經(jīng)濟(jì)實(shí)效性能表現(xiàn)是
換熱系統(tǒng)完全由水平沸騰熱管結(jié)構(gòu)，換熱效果最佳；與同熱負(fù)荷加熱爐相比，由其極佳的換熱效果，決定了耗材的大幅減少，節(jié)省了資源。
權(quán)利要求
1.一種臥式沸騰熱管加熱爐，主要由燃燒器接口(12)、燃燒道(11)、外殼(8)、保溫層 (5)、爐膛(13)、熱管換熱系統(tǒng)、煙囪(9)和防爆口(2)組成，外殼(8)的一端設(shè)有燃燒器接口 (12)和燃燒道(11)，另一端設(shè)有防爆口(2)，外殼(8)的頂部設(shè)有煙囪(9)，外殼(8)的中間設(shè)有爐膛和熱管換熱系統(tǒng)，其特征是所述的爐膛(13)完全采用水平沸騰熱管組成，且水平沸騰熱管的外壁與導(dǎo)煙板(7)之間組成煙道(14)；所述的熱管換熱系統(tǒng)包括被加熱介質(zhì)進(jìn)出口(1)、多個(gè)水平沸騰熱管(4)和走液管(6)，水平沸騰熱管(4)內(nèi)置有走液管(6)，走液管之間通過(guò)彎頭或匯管相連接，其末端與被加熱介質(zhì)進(jìn)出口(1)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式沸騰熱管加熱爐，其特征是所述的燃燒道與支撐導(dǎo)流花板(3)滿(mǎn)焊連接；相鄰的水平沸騰熱管(4)外壁緊貼，并采用滿(mǎn)焊相連，形成圓形火筒；水平沸騰熱管(4)后端的支撐導(dǎo)流花板(3)與導(dǎo)煙板(7)滿(mǎn)焊相接，以保證煙氣沿導(dǎo)煙板(7) 與熱管外部形成的煙道(14);帶有煙囪的煙箱(10)與燃燒道(11)、支撐導(dǎo)流花板(3)、導(dǎo)煙板(7)滿(mǎn)焊連接；走液管(6)之間通過(guò)彎頭或匯管相連接，從而形成加熱爐換熱系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式沸騰熱管加熱爐，其特征是所述的水平沸騰熱管(4)外壁緊貼，并采用滿(mǎn)焊相連，可以組成多層結(jié)構(gòu)，形成圓形煙道。
4.一種臥式沸騰熱管加熱爐的制作方法，其特征是由以下步驟制成(1)、首先，根據(jù)加熱爐負(fù)荷設(shè)計(jì)并制作水平沸騰熱管；(2)、根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算出的圓形截面積外圓預(yù)制支撐導(dǎo)流花板，然后，將預(yù)制好的水平沸騰熱管以管管相貼排布均勻的形式，軸向滿(mǎn)焊焊接，并與支撐導(dǎo)流花板一起構(gòu)成火筒；(3)、將各個(gè)走液管兩端，依據(jù)設(shè)計(jì)與彎頭和進(jìn)出口焊接相連；(4)、根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的煙道過(guò)流截面積，預(yù)制好導(dǎo)煙板，將導(dǎo)煙板焊接在水平沸騰熱管外壁上；然后，將導(dǎo)煙板在與支撐導(dǎo)流花板、煙箱焊接，構(gòu)成設(shè)計(jì)煙道；(5)、將預(yù)制好的燃燒道和防爆口分別焊接在花板上，即完成了加熱爐的主體；(6)、上述五個(gè)步驟完成后，即可進(jìn)行外部保溫；保溫完成后加裝外殼，設(shè)備制作完成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種臥式沸騰熱管加熱爐及制作方法，其技術(shù)方案是主要由燃燒器接口、燃燒道、外殼、保溫層、爐膛、熱管換熱系統(tǒng)、煙囪和防爆口組成，外殼的一端設(shè)有燃燒器接口和燃燒道，另一端設(shè)有防爆口，外殼的頂部設(shè)有煙囪，外殼的中間設(shè)有爐膛和熱管換熱系統(tǒng)，所述的爐膛完全采用水平沸騰熱管組成，且完全采用水平沸騰熱管組成煙道；所述的熱管換熱系統(tǒng)包括被加熱介質(zhì)進(jìn)出口、多個(gè)水平沸騰熱管和走液管。有益效果是由于火筒和煙道完全采用水平沸騰熱管構(gòu)成，極大地提高了加熱爐或換熱器的綜合熱效率。它有著綜合熱效率高、加熱均勻、無(wú)安全附件、長(zhǎng)期使用熱工性能穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)；且結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安全可靠。
文檔編號(hào)F24H9/18GK102353146SQ20111025726
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者王為旭, 王凱一, 趙年合 申請(qǐng)人:王凱一