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)生的高溫煙氣大量的排放到了大氣中，造成了能源的浪費和大氣熱污染。通過煙氣余熱回收技術(shù)，降低煙氣的排放溫度，在能源緊缺且環(huán)境問題日益嚴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，余熱并不用來直接產(chǎn)生高壓蒸汽，煙氣余熱利用率較低。同時，由于傳統(tǒng)換熱器存在效率較低或者煙氣阻力高等的問題，并不能真正達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，同時煙氣阻力降較小的特點，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法作為蒸汽發(fā)生器來使用。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，針對翅片板內(nèi)部無法承受高壓的問題，提出了一種分離式翅片板蒸汽發(fā)生器。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，設(shè)備簡單，便于安裝；使用壽命長，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)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(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。所述冷凝端是一個釜狀承壓設(shè)備，內(nèi)部由若干長度不等的翅片板組成，獨立于煙道之外，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)承壓能力不強的缺點，獨立于煙道之外，用來直接產(chǎn)生高壓蒸汽，內(nèi)部有長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)因壓力差而自然對流。作為本發(fā)明的進一步改進，所述蒸發(fā)端翅片板直接安插在煙道中，不需要通過孔板或封頭等部件連接，不僅布置更靈活，同時也避免了復(fù)雜的連接工藝。 作為本發(fā)明的進一步改進，所述蒸發(fā)端煙氣側(cè)(翅片板外側(cè))翅片高度大于6mm，這個尺度可以有效防止結(jié)垢。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述蒸發(fā)端翅片板間距大于6mm，小于12mm，這個尺度可以保證蒸發(fā)端的傳熱和流動性能，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)明的進一步改進，所述蒸發(fā)端翅片板上方開孔串聯(lián)于一根總管(直管)，繼而與上升管連接；下 方開孔串聯(lián)一根總管(直管)，繼而與下降管連接。冷凝端翅片板上方開孔串聯(lián)于一根半圓形總管，繼而與上升管連接；下方開孔串聯(lián)于一根半圓形總管，繼而與下降管連接。作為本發(fā)明的進一步改進，所述兩端(蒸發(fā)端和冷凝端)翅片板通過上升管、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)明的進一步改進，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)明的進一步改進，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)明的進一步改進，所述翅片板的端面須插入到一個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。圓形套管上開孔與對應(yīng)總管連接。作為本發(fā)明的進一步改進，所述翅片板插入套管的長度約為圓形套管直徑的1/4，確保焊接的質(zhì)量，同時避免出現(xiàn)流動死區(qū)。作為本發(fā)明的進一步改進，所述上下方圓形套管開孔位置在翅片板對角線相距最遠處，確保傳熱工質(zhì)從進口到出口的各路徑阻力相同，受熱均勻。作為本發(fā)明的進一步改進，所述蒸發(fā)端可以單獨作為預(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)進行換熱。本發(fā)明將蒸發(fā)端與冷凝端分開，其中蒸發(fā)端置于煙道之中，利用煙氣余熱來使傳熱工質(zhì)蒸發(fā)，通過上升管進入冷凝端冷凝，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，不僅可以大大簡化對煙道的改造，也可以有效防止煙道中酸性氣體對設(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)備簡單，便于安裝；使用壽命長，余熱利用率高，設(shè)備成本低。


圖I為本發(fā)明實施例的工作原理圖。圖2為本發(fā)明實施例的逆流型翅片板結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明實施例的翅片板連接套管圖。圖4為本發(fā)明實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)明實施例的蒸發(fā)端示意圖。圖6為本發(fā)明實施例的冷凝端示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進一步說明。實施例參照圖1，分離式翅片板蒸汽發(fā)生器由蒸發(fā)端和冷凝端通過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。冷凝端獨立于煙道之外，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。參照圖2，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。參照圖3，翅片板的端面須插入到一個兩端封閉的圓形套管中，插入套管的長度約為圓形套管直徑的1/4，確保焊接的質(zhì)量，同時避免出現(xiàn)流動死區(qū)。上下方套管開孔位置在翅片板對角線相距最遠處，確保傳熱工質(zhì)從進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，其中蒸發(fā)端置于煙道之中，冷凝端獨立于煙道之外，高于蒸發(fā)端安置。不僅可以大大簡化對煙道的改造，也可以有效防止煙道中酸性氣體對設(shè)備的腐蝕，減少設(shè)備成本。參照圖5，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)端翅片板上方開孔串聯(lián)于一根總管(直管)，繼而與上升管連接；下方開孔串聯(lián)一根總管(直管)，繼而與下降管連接。翅片板上下方開孔位置在翅片板對角線相距最遠處，確保傳熱工質(zhì)從進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)進行換熱。參照圖6，冷凝端是一個釜狀設(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)承壓能力不強的缺點，內(nèi)部由若干長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)端通過上升管和下降管連接。冷凝端翅片板上方開孔串聯(lián)于一根半圓形總管，繼而與上升管連接；下方開孔串聯(lián)于一根半圓形總管，繼而與下降管連接。翅片板上下方開孔位置在翅片板對角線相距最遠處，確保傳熱工質(zhì)從進口到出口的各路徑阻力相同，受熱均勻。雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但實施例和附圖并不是用來限定本發(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)，自當可作各種變化或潤飾，同樣屬于本發(fā)明之保護范圍。因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以本申請的權(quán)利要求所界定的為準。
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；所述冷凝端是一個釜狀承壓設(shè)備，內(nèi)部由若干長度不等的翅片板組成，獨立于煙道之外，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)，獨立于煙道之外，用來直接產(chǎn)生高壓蒸汽，內(nèi)部有長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，不需要通過孔板或封頭等部件連接，不僅布置更靈活，同時也避免了復(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)端翅片板上方開孔串聯(lián)于一根總管，繼而與上升管連接；下方開孔串聯(lián)一根總管，繼而與下降管連接；冷凝端翅片板上方開孔串聯(lián)于一根半圓形總管，繼而與上升管連接；下方開孔串聯(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，圓形套管上開孔與對應(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度約為圓形套管直徑的1/4，確保焊接的質(zhì)量，同時避免出現(xiàn)流動死區(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孔位置在翅片板對角線相距最遠處，確保傳熱工質(zhì)從進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)熱水或者空氣進行換熱
全文摘要
本發(fā)明公開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。所述冷凝端是一個釜狀承壓設(shè)備，內(nèi)部由若干長度不等的翅片板組成，獨立于煙道之外，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)備簡單，便于安裝；使用壽命長，余熱利用率高，設(shè)備成本低。
文檔編號F28F3/06GK102635842SQ20121011050
公開日2012年8月15日 申請日期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 申請人:南京工業(yè)大學(xué), 南京瑞科特熱能設(shè)備有限公司