一种立式水管蒸汽发生装置

技术领域

本发明涉及一种蒸汽发生装置，特别涉及一种水管立式布置的蒸汽发生装置。

背景技术

中国专利数据库中，公开了一种燃烧装置，其公开号为：CN204829879U；公开日为：20151202；该装置包括设有燃烧室的炉体，燃烧室内底部设有燃烧托盘，燃烧托盘下侧设有下风腔，燃烧托盘上设有若干进风孔接通下风腔和燃烧室，下风腔下方设有下进风机；炉体底部设有垂直供料装置，所述垂直供料装置的进口与水平供料装置出口相连，水平供料装置的进口设有进料斗，垂直供料装置的出口穿过下风腔和燃烧托盘接通燃烧室；燃烧室的侧壁由内壁和外壁构成，内壁外设有螺旋水管，内壁和外壁之间留有进风通道，所述内壁上设有若干进风喷嘴；炉体上还设有点火燃烧器；燃烧托盘外周留有排渣间隙，排渣间隙下方接通排渣装置。该装置能燃烧秸秆、渣油、生活垃圾等废弃物，可高效供应热烟气。该装置实际上就是一种蒸汽发生装置，其不足之处在于：该装置炉体的体积不够紧凑，单位蒸汽产量的锅炉体积仍旧较大，其根本原因在于烟气流道设计不够合理，没有能充分吸收烟气的热能，使得燃烧烟气的利用效率不够高。

发明内容

本发明的目的是提供一种立式水管蒸汽发生装置，使得烟气流道设计合理，烟气利用效率高，从而达到小体积、大升汽量的技术效果。

本发明的目的是这样实现的：一种立式水管蒸汽发生装置，包括立式设置的炉体，炉体的下部设有燃烧室，炉体内在燃烧室上方设有烟气换热空腔，所述烟气换热空腔内呈同心圆环形立式设置有两层列管，列管的下端开口连接在呈圆环形的下集箱上，列管的上端开口连接在上集箱上；内层列管的相邻列管之间以及外层列管的相邻列管之间由隔流板相连；内层列管对应的隔流板下部与下集箱之间密封连接，内层列管对应的隔流板上部与上集箱之间留有间隙；外层列管对应的隔流板下部与下集箱之间留有间隙，外层列管对应的隔流板上部与上集箱之间密封连接；上集箱上侧经若干连接管连接有呈圆环形的蒸汽室，蒸汽室与蒸汽出口相连，蒸汽室的上口部设有挡烟板；外层列管、上集箱、蒸汽室的外周与炉体内壁之间留有烟气通道，所述烟气通道顶部与排烟口相连。

本发明工作时，下集箱中充满水，可以通过外部管道及泵不断供入补充，燃料在燃烧室内燃烧后，形成的高温烟气进入烟气换热空腔内，先绕过内层列管上部，再向下折返，从内层列管和外层列管之间下行，再绕过外层列管向上流动，穿过外层列管、上集箱、蒸汽室的外周与炉体内壁之间的烟气通道，最终从排烟口离开，此过程中，下集箱及列管中的水与烟气进行换热，从而产生蒸汽或汽水混合物进入上集箱，进一步地，上集箱中的蒸汽经连接管上行进入蒸汽室中，进一步换热形更纯的蒸汽从蒸汽出口输送至外部的蒸汽使用点。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明烟气流道设计合理，通过内外两层列管及隔流板的结构设计，使得烟气换热空腔被分隔成往复折返的流道，列管与烟气换热充分；由于蒸汽室内侧空间与烟气换热空腔相连，使得过热蒸汽可以从内外两侧吸热，蒸汽中夹带的水进一步汽化，使得蒸汽质量更好；该装置的下集箱和列管的存水体积较小，其升汽速度快，产气量大；该装置可以利用煤、油、天然气或生物质作为燃料进行蒸汽制备，可应用于各种需要蒸汽的场所。

进一步地，所述相邻连接管外壁之间封闭连接，使得蒸汽室、连接管及上集箱之间形成一个仅底部开口的涡流换热腔。燃烧室燃烧的烟气，其温度越高则密度越小，因此，最高温的烟气会进入涡流换热腔内，与蒸汽室中的蒸汽进行换热，使蒸汽中的水进步汽化，提高蒸汽质量，烟气温度降低后，密度增大并下降，然后穿过内层列管和外层列管，涡流换热腔内的烟气由新的高温烟气补充进入，从而保证其内部始终是高温的烟气。

为进一步保证热能的利用，所述炉体上部外侧设有预热水套。预热水套设置在外侧，一方面可回收利用烟气中的低温余热，达到节能效果；另一方面可以降低炉体外壁的温度，第三方面还可以预热冷水，预热后的水可以供入下集箱中，不会对内部较高温度的水产生冲击，使蒸汽发生器运行平稳。

作为本发明的进一步改进，所述列管外设有换热翅片。换热翅片可以使得列管更加充分地吸热，提高了换热效率。

进一步地，所述炉体的外侧设有料斗，料斗下端经供料机构及进料管连接至燃烧室。进一步地，所述炉体下部侧面设有鼓风装置，鼓风装置的出风口连接至燃烧室。该结构使得本发明可以利用生物质燃料作为能源。但本发明并不局限于采用生物质能源，通过燃烧器的设置可以制成燃油、燃气、燃煤的蒸汽发生器。

为便于清理，炉体上与燃烧室位置对应处设有清灰口。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A-A局部断面图。

图中，1鼓风装置，2清灰口，3进料管，4料斗，5上集箱，6连接管，7涡流换热腔，8蒸汽室，9蒸汽出口，10挡烟板，11排烟口，12预热水套，13内层列管，14外层列管，15换热翅片，16下集箱，17燃烧室，18隔流板。

具体实施方式

如图1-2所示，为一种立式水管蒸汽发生装置，包括立式设置的炉体，炉体的下部设有燃烧室17，炉体内在燃烧室17上方设有烟气换热空腔，烟气换热空腔内呈同心圆环形立式设置有两层列管，列管的下端开口连接在呈圆环形的下集箱16上，列管的上端开口连接在上集箱5上；内层列管13的相邻列管之间以及外层列管14的相邻列管之间由隔流板18相连；内层列管13对应的隔流板18下部与下集箱16之间密封连接，内层列管13对应的隔流板18上部与上集箱5之间留有间隙；外层列管14对应的隔流板18下部与下集箱16之间留有间隙，外层列管14对应的隔流板18上部与上集箱5之间密封连接；上集箱5上侧经若干连接管6连接有呈圆环形的蒸汽室8，蒸汽室8与蒸汽出口9相连，蒸汽室8的上口部设有挡烟板10；外层列管14、上集箱5、蒸汽室8的外周与炉体内壁之间留有烟气通道，烟气通道顶部与排烟口11相连。

相邻连接管6外壁之间封闭连接，使得蒸汽室8、连接管6及上集箱5之间形成一个仅底部开口的涡流换热腔7。燃烧室17燃烧的烟气，其温度越高则密度越小，因此，最高温的烟气会进入涡流换热腔7内，与蒸汽室8中的蒸汽进行换热，可以进一步提高过热蒸汽质量，烟气温度降低后，密度增大并下降，然后穿过内层列管13和外层列管14，涡流换热腔7内的烟气由新的高温烟气补充进入，从而保证其内部始终是高温的烟气。

为进一步保证热能的利用，炉体上部外侧设有预热水套12。预热水套12设置在外侧，一方面可回收利用烟气中的低温余热，达到节能效果；另一方面可以降低炉体外壁的温度，第三方面还可以预热冷水，预热后的水可以供入下集箱中，不会对内部较高温度的水产生冲击，使蒸汽发生器运行平稳。

作为本发明的进一步改进，列管外设有换热翅片15。换热翅片15可以使得列管更加充分地吸热，提高了换热效率。

进一步地，炉体的外侧设有料斗4，料斗4下端经供料机构及进料管3连接至燃烧室17。进一步地，炉体下部侧面设有鼓风装置1，鼓风装置1的出风口连接至燃烧室17。该结构使得本发明可以利用生物质燃料作为能源。但本发明并不局限于采用生物质能源，通过燃烧器的设置可以制成燃油、燃气、燃煤的蒸汽发生器。

为便于清理，炉体上与燃烧室17位置对应处设有清灰口2。

该装置并不仅仅局限于燃烧生物质燃料，改变相应的供料结构也可以制成燃油、燃煤、燃烧天然气的锅炉。

本发明工作时，下集箱16中充满水，可以通过外部管道及泵不断供入补充，燃料在燃烧室17内燃烧后，形成的高温烟气进入烟气换热空腔内，先绕过内层列管13上部，再向下折返，从内层列管13和外层列管14之间下行，再绕过外层列管14向上流动，穿过外层列管14、上集箱5、蒸汽室8的外周与炉体内壁之间的烟气通道，最终从排烟口11离开，此过程中，下集箱16及列管中的水与烟气进行换热，从而产生蒸汽或汽水混合物进入上集箱5，进一步地，上集箱5中的蒸汽经连接管6上行进入蒸汽室8中，蒸汽室8具有汽水分离、进一步吸热产生过热蒸汽、缓冲等多种作用，蒸汽在蒸汽室8换热后形成更加纯的蒸汽从蒸汽出口9输送至外部的蒸汽使用点。

本发明烟气流道设计合理，通过内外两层列管及隔流板18的结构设计，使得烟气换热空腔被分隔成往复折返的流道，列管与烟气换热充分；由于蒸汽室8内侧空间与烟气换热空腔相连，使得蒸汽可以从内外两侧吸热，夹带的水可以被进一步汽化，使得蒸汽质量更好；该装置的下集箱16和列管的存水体积较小，其升汽速度快，产气量大；该装置可以利用煤、油、天然气或生物质作为燃料进行蒸汽制备，可应用于各种需要蒸汽的场所。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。