專(zhuān)利名稱(chēng)：旅客列車(chē)熱管式連續(xù)供水茶爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種供水茶爐是對(duì)現(xiàn)有旅客列車(chē)茶爐的改造。
在中國(guó)專(zhuān)利(92209217.6)中公開(kāi)了一種旅客列車(chē)熱管式連續(xù)供水茶爐，它是在原旅客列車(chē)茶爐殼封頂上加裝相變熱管換熱器，其換熱器把N個(gè)熱管安裝在由內(nèi)壁和外壁組成的容器中，兩壁之間為水腔，水腔內(nèi)壁空間為煙道，熱管與內(nèi)壁成α角穿過(guò)水腔的內(nèi)壁，同時(shí)伸展在煙道和水腔中，換熱器裝有上、下法蘭盤(pán)，分別與茶爐的煙筒和爐體連接，拆裝方便，容易恢復(fù)茶爐原樣進(jìn)廠檢修，但進(jìn)廠檢修后，需重新裝上相變熱管換熱器再使用，增加了司爐工及檢修工的勞動(dòng)強(qiáng)度，但在狹窄的列車(chē)茶爐間內(nèi)拆裝相變熱管換熱器極不方便。熱管換熱器的總換熱面積為0.33平方米，比原茶爐增加了50％的受熱面，在相變熱管換熱器煙氣出口處的溫度仍在400℃左右，其煙氣余熱沒(méi)有充分利用，由于采用雙控閥結(jié)構(gòu)，控制補(bǔ)水，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人放開(kāi)水(即無(wú)人動(dòng)雙控閥)，開(kāi)水不斷蒸發(fā)，爐水液面下降，當(dāng)液面低于熱管時(shí)，造成熱管干燒。其茶爐體積大，用料多，造價(jià)高。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種旅客列車(chē)熱管式連續(xù)供水茶爐。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種旅客列車(chē)熱管式連續(xù)供水茶爐為立式、固定爐排、手燒、燒煤茶爐，其特殊之處在于將原茶爐的下煙筒尺寸(外徑、高)加大成新茶爐爐膽，在爐膽上安裝N根熱管，熱管與爐膽壁成α角模穿過(guò)它，并同時(shí)伸展在煙道和水腔中；自動(dòng)補(bǔ)水裝置保持茶爐液面恒定；在爐膛上端部、煙道迎風(fēng)面有一根與水腔相聯(lián)通的橫水管。
技術(shù)方案中的熱管為重力式熱管，采用無(wú)縫低碳鋼管，內(nèi)腔抽真空，并注入適量的傳熱工質(zhì)焊封而成。爐膽直徑φ為150mm－450mm，熱管與爐膽壁夾角α為30°－85°，熱管數(shù)N為40根－80根；自動(dòng)補(bǔ)水裝置包括補(bǔ)水水箱，浮球及注塞閥，補(bǔ)水水箱上接列車(chē)水箱，下連茶爐冷水補(bǔ)水管，以此使水腔、補(bǔ)水水箱連通，兩者液面平衡(液面高出茶爐開(kāi)水出口60mm)，補(bǔ)水水箱液面高出茶爐頂面50mm，浮球、注塞閥裝在補(bǔ)水水箱內(nèi)，補(bǔ)水水箱液面(即水腔液面)變化，浮球升降，控制注塞閥的開(kāi)、閉來(lái)維持茶爐液面的恒定，達(dá)到連續(xù)供水。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是，熱管換熱部分與原來(lái)茶爐成為一整體，檢修方便，減輕了司爐工和檢修工的勞動(dòng)強(qiáng)度，茶爐用料少，體積小，制造工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低；可自動(dòng)補(bǔ)水，維持茶爐水液面恒定，保證了最上排熱管散熱段仍浸沒(méi)在爐水中，杜絕了熱管的干燒；其對(duì)流、輻射受熱面增加了0.85m2，比原茶爐增加了116％的受熱面，在新茶爐煙氣出口處的溫度為200℃左右，充分利用了煙氣余熱，供水能力提高了一倍以上，減少了排污量。
現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型最佳實(shí)施例


圖1為旅客列車(chē)熱管式連續(xù)供水茶爐的結(jié)構(gòu)示意圖圖中1為灰門(mén)；2為爐蓖；3為排污堵；4為清灰門(mén)；5為爐門(mén)；6為開(kāi)水水嘴；7為水位表；8為開(kāi)水管；9為聯(lián)通大氣及排氣；10為下煙筒；11煙筒連接法蘭；12為上煙筒；13輔助注水及加藥口；14為補(bǔ)水水箱；15為浮球；16為注塞閥；17為冷水補(bǔ)水管；18為外殼；19為熱管；20為爐膽；21為橫水管；22為爐座；23為冷水上水管；24為水腔；25為煙道；26為爐膛；17為茶爐冷水入口；28為茶爐開(kāi)水出口。
旅客列車(chē)熱管式連續(xù)供水茶爐是對(duì)現(xiàn)有的茶爐進(jìn)行改進(jìn)，將原茶爐的下煙筒尺寸加大后成新茶爐的爐膽(20)，爐膽(20)直徑φ為190mm，高為0.8m，64根0.2米長(zhǎng)的熱管(19)與爐膽(20)壁成80°角穿過(guò)爐膽(20)，同時(shí)伸展在煙道(25)中，熱管(19)受熱段受熱后，管內(nèi)工質(zhì)迅速汽化，蒸汽充到熱管散熱段，釋放潛熱給水腔(24)水而冷凝，靠重力，冷凝水又回流到受熱段受熱，連續(xù)的質(zhì)量循環(huán)，熱管將煙氣余熱的熱量傳導(dǎo)給水腔(24)的水；水腔(24)內(nèi)壁代替了原茶爐的煙筒，靠水腔(24)水的冷卻，使得壁面溫度大大降低，避免了原茶爐由于高溫?zé)煔鈱?duì)煙筒的嚴(yán)重?zé)龘p和強(qiáng)烈氧化，而頻繁檢修。
本實(shí)用新型的自動(dòng)補(bǔ)水裝置用來(lái)自動(dòng)補(bǔ)水，保持茶爐水液面恒定在標(biāo)準(zhǔn)液面。茶爐冷水補(bǔ)水管(17)把茶爐水腔(24)與補(bǔ)水水箱(4)連通，兩者液面平恒。旅客放水，茶爐水腔(24)水液面下降，補(bǔ)水水箱(14)水液面、浮球(15)也隨著下降，注塞閥(16)打開(kāi)，自動(dòng)補(bǔ)水，茶爐水腔(24)水液面、補(bǔ)水水箱(14)水液面同時(shí)上升，浮球(15)上升，注塞閥(16)開(kāi)度變小，待水液面達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)液面，注塞閥(16)開(kāi)度為零，補(bǔ)水停止。
本實(shí)用新型把茶爐開(kāi)水出口(28)設(shè)在茶爐頂部，茶爐冷水入口(27)設(shè)在茶爐水腔(24)底部，采用下注水，上出水結(jié)構(gòu)，即一個(gè)單程，可把冷水加熱成開(kāi)水，水的溫度分布自下而上逐漸升高，使茶爐開(kāi)水出口(28)溫度達(dá)100℃。茶爐開(kāi)水出口(28)所開(kāi)高度距茶爐頂端100mm處，比茶爐的標(biāo)準(zhǔn)液面低，比所裝熱管(19)位置高，這樣，熱管(19)散熱面全部浸沒(méi)在水中，散熱充分，保證在700℃高溫?zé)煔鈿饬髦?，熱?19)內(nèi)部工質(zhì)溫度不高，工作正常，杜絕了茶爐無(wú)水干繞，避免了茶爐事故。
本實(shí)用新型的橫水管(21)是為減少煤煙氣對(duì)大氣排放污染而設(shè)置的，其另一作用是用來(lái)增加輻射和對(duì)流受熱面。
本實(shí)用新型連續(xù)供水過(guò)程如下1.充水列車(chē)水箱冷水經(jīng)冷水上水管(23)、注塞閥(16)、補(bǔ)水水箱(14)、冷水補(bǔ)水管(17)、茶爐冷水入口(27)、茶爐水腔(24)，當(dāng)水腔(24)水液面達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)液面后，補(bǔ)水水箱(14)水液面，浮球(15)分別處于標(biāo)準(zhǔn)液面及極點(diǎn)，注塞閥(16)關(guān)閉，茶爐水充滿，點(diǎn)火加熱。
2.加熱加熱受熱面包括三部分爐膛(26)輻射受熱面及煙道(25)對(duì)流受熱面；橫水管(21)輻射、對(duì)流受熱面；熱管(19)對(duì)流受熱面，冷水團(tuán)從水腔(24)最低處補(bǔ)進(jìn)后，受其后不斷流入的冷水的推力及自身浮升力作用，由下向上，逐漸受熱，在水腔(24)上部，水團(tuán)沸騰。
3.供水鍋爐水沸騰后，旅客放水，冷水連續(xù)補(bǔ)充下的加熱過(guò)程打開(kāi)開(kāi)水水嘴(6)，開(kāi)水經(jīng)茶爐開(kāi)水出口(28)、開(kāi)水管(8)、開(kāi)水水嘴(6)流出，水腔(24)水液面下降，補(bǔ)水水箱(14)水液面下降，浮球(15)也隨之下降，注塞閥(16)打開(kāi)，補(bǔ)水開(kāi)始，注塞閥(16)開(kāi)度隨浮球(15)下降位置而異，浮球(15)下降位置低，注塞閥(16)開(kāi)度大，補(bǔ)水量大，開(kāi)水水嘴(6)關(guān)閉，茶爐水腔(24)水液面，補(bǔ)水水箱(14)水液面逐漸升高，浮球(15)慢慢上升，注塞閥(16)開(kāi)度逐漸變小，待水腔(24)水液面、補(bǔ)水水箱(14)水液面達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)液面，浮球(15)處于極點(diǎn)，注塞閥(16)開(kāi)度為零，補(bǔ)水停止。
權(quán)利要求1.一種旅客列車(chē)熱管式連續(xù)供水茶爐，為立式、固定爐排、手燒、燃煤茶爐并裝有熱管換熱器，其特征在于把茶爐的下煙筒擴(kuò)大成茶爐爐膽，在爐膽上安裝N根熱管，熱管與爐膽壁成α角橫穿過(guò)它，并同時(shí)伸展在煙道和水腔中；在爐膛上端部的煙道迎風(fēng)面安裝一根與水腔相聯(lián)通的橫水管；在冷水補(bǔ)水管的入口處安裝一個(gè)由補(bǔ)水水箱、浮球、注塞閥組成的自動(dòng)補(bǔ)水裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供水茶爐，其特征在于熱管為重力式熱管，采用無(wú)縫低碳鋼管，內(nèi)腔抽真空，并注入適量的傳熱工質(zhì)焊封而成，熱管與爐膽壁夾角α為30°－85°，熱管數(shù)N為40根－80根。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供水茶爐，其特征在于爐膽直徑φ為150mm－450mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供水茶爐，其特征在于補(bǔ)水水箱上接列車(chē)水箱，下連茶爐冷水補(bǔ)水水管，補(bǔ)水管使水腔與補(bǔ)水水箱連通，兩者液面平衡，浮球與注塞閥相接裝在補(bǔ)水水箱內(nèi)，補(bǔ)水水箱液面(即水腔液面)變化，使浮球升降，控制注塞閥的開(kāi)、閉維持茶爐液面的恒定。
專(zhuān)利摘要旅客列車(chē)熱管式連續(xù)供水茶爐為立式、固定爐排、燃煤茶爐是對(duì)現(xiàn)有茶爐的改進(jìn)把茶爐的下煙筒擴(kuò)大成茶爐爐膽，在爐膽上安裝熱管，在冷水補(bǔ)水管的入口處安裝一個(gè)由補(bǔ)水水箱、浮球、注塞閥組成的自動(dòng)補(bǔ)水裝置，用浮球升降自動(dòng)控制注塞閥的開(kāi)、閉維持茶爐液面的恒定。該茶爐主要的優(yōu)點(diǎn)是熱管換熱部分與茶爐成為一整體結(jié)構(gòu)，制造簡(jiǎn)單，維修方便，可自動(dòng)補(bǔ)水，維持茶爐水液面恒定，杜絕了茶爐無(wú)水干燒，避免了茶爐事故。
文檔編號(hào)F24H1/20GK2185401SQ9420272
公開(kāi)日1994年12月14日 申請(qǐng)日期1994年2月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月7日
發(fā)明者宋金田, 王永江, 李驊 申請(qǐng)人:北京鐵路局北京科學(xué)技術(shù)研究所