一种汽包用防涡流构件、汽包及废热锅炉

技术领域

本发明涉及汽包技术领域，特别涉及一种汽包用防涡流构件、汽包及废热锅炉。

背景技术

废热锅炉是指利用工业生产过程中的余热来生产蒸汽的锅炉，属于一种高温、高压的换热器。废热锅炉利用生产过程中的高温物流作为热源来生产蒸汽的换热器，它既是工艺流程中高温物流的冷却器，又是利用余热提供蒸汽的动力装置。

例如在硫磺制酸的制造工艺中，废热锅炉是利用生产硫酸过程中的余热并产生蒸汽，是一种利用高温烟气作为热源，通过在锅炉本体与水换热产生蒸汽来降低烟气温度的冷却器。主要包括锅炉筒体、汽包、上升管、下降管与相关联接装置。其工作原理：硫磺烟气通过前烟箱进入到换热管，汽包水通过下降管进入到锅炉筒体内底部，通过与锅炉筒体内的换热管进行热量交换变成汽水混合物，再通过上升管返回汽包内部，经下降管中冷水与上升管中汽水混合物产生的动力达到自然循环。但是在汽包水通过下降管进入锅炉筒体时存在产生涡流现象的情况，会对汽包内部液面产生扰动，造成液面杂物不能及时排除干净，产生涡流时会随着水流进入到锅炉筒体中从而影响锅炉的使用寿命。

传统防涡流装置为简单的十字挡板结构，一些随液面扰动的杂物仍会沿着下降管进入到锅炉筒体中，影响换热效率。中国专利CN202011506042.4公开了一种双管板废热锅炉，包括废热锅炉主体，所述废热锅炉主体的下端外表面设置有支撑架，所述废热锅炉主体的前端外表面设置有活动连接头，所述活动连接头的前端外表面设置有进气管和出气管，所述废热锅炉主体的上端外表面设置有汽包，所述汽包的内部设置有除沫器，所述废热锅炉主体的内部设置有U型管，所述U型管的侧端外表面设置有固定板，所述固定板的前端设置有排管板，所述废热锅炉主体的下端外表面设置有排污管，所述排污管的下端外表面设置有疏通杆；该装置通过设置在汽包内部设置除沫器进行过滤，但无具体结构，而且设置在汽包中的位置，只能简单除沫，对于杂物不能有效防止。

综上，需要一种装置才解决汽包水下降过程中产生涡流现象造成杂物进入锅炉内的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种汽包用防涡流构件，包括外半球、内半球，所述内半球位于外半球内，所述外半球罩设在内半球外，所述外半球底部与内半球底部连接，所述外半球上开设有若干个第一通孔，所述内半球上开设有若干个第二通孔，所述第二通孔与第一通孔位置对应，且所述第一通孔的直径小于第二通孔的直径。

优选的，所述第一通孔包括开设在外半球顶部中心的第一顶部通孔、开设在外半球中部的若干个第一中部通孔、开设在外半球底部的若干个第一底部通孔，

所述第二通孔包括开设在内半球顶部中心的第二顶部通孔、开设在外半球中部的若干个第二中部通孔、开设在外半球底部的若干个第二底部通孔，

所述第一中部通孔与第二顶部通孔位置对应，所述第一中部通孔与第二中部通孔位置对应，所述第一底部通孔与第二底部通孔位置对应。

优选的，所述第一中部通孔、第一底部通孔均匀环绕外半球布置，所述第一中部通孔的圆心位于同一水平面上，所述第一底部通孔的圆心位于同一水平面上，

所述第二中部通孔、第二底部通孔均匀环绕内半球布置，所述第二中部通孔的圆心位于同一水平面上，所述第二底部通孔的圆心位于同一水平面上。

优选的，以所述第一中部通孔所在水平面与外半球竖向中心线的交点为圆心，相邻所述第一中部通孔之间的夹角为度；以所述外半球底部中心为圆心，相邻所述第一底部通孔之间的夹角为度。

优选的，所述第一中部通孔圆心与外半球底部中心之间的连线为第一连线，靠近所述第一中部通孔的第一底部通孔与外半球底部中心之间的连线的第二连线，所述第一连线与第二连线之间的夹角为度。

优选的，所述外半球底部设置有若干个定位块，所述内半球底部设置有第一连接环，所述第一连接环上开设有若干个与定位块适配的定位凹槽。

优选的，所述定位块为扇形。

优选的，所述外半球底部设置有第二连接环，所述第二连接环连接有连接筒，所述连接筒包括第三连接环和连接管体，所述第三连接环安装在连接管体上端，所述第三连接环与第二连接环螺栓连接。

优选的，所述第二连接环、第三连接环均为法兰盘。

一种汽包，包括汽包罐体，所述汽包罐体底部安装有若干个上升管和下降管，所述上升管上端、下降管上端分别与伸入汽包罐体内部，所述汽包罐体上安装有给水接口和排污阀，所述汽包罐体顶部设置有蒸汽出口，其特征在于：所述下降管上端与前述的汽包用防涡流构件底部连接，所述汽包用防涡流构件底部连接位于汽包罐体内。

优选的，所述汽包罐体上安装有水位表。

优选的，所述汽包罐体顶部设置有备用蒸汽出口和安全阀。

一种废热锅炉，包括锅炉本体，所述锅炉本体一端安装有前烟箱、另一端安装有后烟箱，所述锅炉本体内部设置有换热管，其特征在于：还包括前述的汽包，所述汽包罐体位于锅炉本体上方，所述上升管和下降管的下端分别与锅炉本体连通。

优选地，所述上升管上端位于汽包罐体底部中间位置，所述上升管下端位于锅炉本体顶部中间位置，所述上升管两侧分别设置一个下降管。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提供了一种汽包用防涡流构件，通过安装在汽包内的下降管上端，在水流入下降管前通过第一通孔及第二通孔进行分流，防止在汽包内产生涡流现象，从而防止杂物随着液面扰动进入下降管内流入锅炉影响换热效率；采用双层半球结构，开设不同直径的通孔能够有效防止杂物随着饱和水进入下降管＝，从而提升废热锅炉的使用寿命。

附图说明

图1为本发明汽包用防涡流构件立体结构示意图；

图2为本发明汽包用防涡流构件剖面结构示意图；；

图3为本发明外半球结构示意图；

图4为本发明外半球内侧结构示意图；；

图5为本发明内半球结构示意图；

图6为本发明一实施例中水平方向相邻开孔角度示意图；

图7为本发明一实施例中竖直方向相邻开孔角度示意图；；

图8为本发明汽包用防涡流构件装配连接筒立体结构示意图；

图9为本发明汽包用防涡流构件连接下降管结构示意图；

图10为本发明汽包及废热锅炉结构示意图；

图11为本发明汽包内部部分结构示意图；

图12为本发明废热锅炉侧视示意图；

其中：1、外半球；2、内半球；3、连接筒；

101、第一通孔； 102、定位块； 103、第二连接环；

201、第二通孔； 202、第一连接环； 203、定位凹槽；

301、第三连接环； 302、连接管体；

1011、第一顶部通孔； 1012、第一中部通孔； 1013、第一底部通孔；

2011、第二顶部通孔； 2012、第二中部通孔； 2013、第二底部通孔；

10、汽包罐体；11、上升管；12、下降管；13、给水接口；14、排污阀；15、蒸汽出口；16、水位表；17、备用蒸汽出口；18、安全阀；20、锅炉本体；21、前烟箱；22、后烟箱；

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1：

如图1-12所示，一种汽包用防涡流构件，包括外半球1、内半球2，外半球1罩设在内半球2外，内半球2位于外半球1内，外半球1底部与内半球2底部连接，外半球1上开设有若干个第一通孔101，内半球2上开设有若干个第二通孔201，第二通孔201与第一通孔101位置对应，且第一通孔101的直径小于第二通孔201的直径。

该汽包用防涡流构件用于汽包内使用，汽包用防涡流构件的底端与汽包内下降管的上端连接，具体的，外半球1及内半球2底端与下降管的上端连接，则外半球1、内半球2的内部与下降管连通，当锅炉内产生的汽水混合物通过上升管进入汽包中，汽包内为高温高压的状态，饱和水在压强作用下通过下降管进入到锅炉内进行换热，通过安装本实施例的汽包用防涡流构件在下降管上端，则饱和水先通过外半球1上分布的第一通孔101进行分流，然后穿过下方的内半球2的第二通孔201进入内半球2内部，再流入下降管内部通过下降管流入锅炉内，相较于传统的十字挡板结构，采用双层的外半球1、内半球2进行开孔分流，能够防止涡流现象的产生，防止汽包内部的液面产生扰动，防止产生涡流将杂物随着水流带入到锅炉内影响换热效率及使用好寿命；

而且本申请采用双层结够，能够提高防止涡流产生的效果，当外半球1使用时间久产生一定磨损时，内半球2的第二通孔201也能进行分流；而且开设不同直径的第一通孔101、第二通孔201不仅利于对分流液体起到引导作用，而且能够阻挡杂物进入内半球2内部。

更进一步地实施例中，参考图3-4所示，第一通孔101包括开设在外半球1顶部中心的第一顶部通孔1011、开设在外半球1中部的若干个第一中部通孔1012、开设在外半球1底部的若干个第一底部通孔1013，

第二通孔201包括开设在内半球2顶部中心的第二顶部通孔2011、开设在外半球1中部的若干个第二中部通孔2012、开设在外半球1底部的若干个第二底部通孔2013，

第一中部通孔1012与第二顶部通孔2011位置对应，第一中部通孔1012与第二中部通孔2012位置对应，第一底部通孔1013与第二底部通孔2013位置对应。

通过在外半球1沿顶端至底端的高度方向上，设置不同高度的第一顶部通孔1011、第一中部通孔1012、第一底部通孔1013，更全面的覆盖整个外半球1，起到良好的分流效果，有效防止涡流的产生，对于外半球1的利用效率高，同理，设置不同高度的第二顶部通孔2011、第二中部通孔2012、第二底部通孔2013与其位置对应，起到同样的分流效果。

更进一步地实施例中，参考图3-5所示，第一中部通孔1012、第一底部通孔1013均匀环绕外半球1布置，第一中部通孔1012的圆心位于同一水平面上，第一底部通孔1013的圆心位于同一水平面上，

第二中部通孔2012、第二底部通孔2013均匀环绕内半球2布置，第二中部通孔2012的圆心位于同一水平面上，第二底部通孔2013的圆心位于同一水平面上。

均匀布置第一中部通孔1012、第一底部通孔1013及第二中部通孔2012、第二底部通孔2013，保证覆盖均匀，能够起到良好的分流效果，而且处于同一水平面上，分布更加均匀。

更进一步地实施例中，参考图6所示，以第一中部通孔1012所在水平面与外半球1竖向中心线的交点为圆心，相邻第一中部通孔1012之间的夹角为36度；以外半球1底部中心为圆心，相邻第一底部通孔1013之间的夹角为36度；即在俯视状态下，以外半球1底部圆心为圆心，第一中部通孔1012之间围成圆形，相邻的第一中部通孔1012之间的夹角为36度，第一底部通孔1013之间围成圆形，相邻第一底部通孔1013之间的夹角为36度，设置开孔角度，能够根据不同规格尺寸的下降管进行外半球1的开孔；同理，第一中部通孔1012与第二中部通孔2012位置对应，第一底部通孔1013与第二底部通孔2013位置对应，以内半球2底部中心为圆心，相邻第二底部通孔2013之间的夹角为36度，相邻第二中部通孔2012之间的夹角为36度。

更进一步地实施例中，参考图7所示，第一中部通孔1012圆心与外半球1底部中心之间的连线为第一连线，靠近第一中部通孔1012的第一底部通孔1013与外半球1底部中心之间的连线的第二连线，第一连线与第二连线之间的夹角为45度；即在竖向平面内，以外半球1底部中心为圆心，第一中部通孔1012与其下方的第一底部通孔1013之间的偏移角度为45度，从而适应不同规格的外半球1来进行开孔限定，便于稳定的进行分流；同理，第二中部通孔2012圆心与内半球2底部中心之间的连线为第三连线，靠近第二中部通孔2012的第二底部通孔2013与内半球2底部中心之间的连线的第四连线，第三连线与第四连线之间的夹角为45度。

更进一步地实施例中，参考图2所示，第一通孔101的直径为15mm，第二通孔201的直径为20mm。

更进一步地实施例中，参考图4-5所示，外半球1底部设置有若干个定位块102，内半球2底部设置有第一连接环202，第一连接环202上开设有若干个与定位块102适配的定位凹槽203；通过定位块102与定位凹槽203卡接，使得外半球1底部与内半球2底部之间固定位置，使得外半球1与内半球2之间紧贴，第一通孔101与第二通孔201位置对应，而且便于更换拆卸。

更进一步地实施例中，参考图4-5所示，定位块102为扇形，卡接效果更佳。

更进一步地实施例中，参考图8-9所示，外半球1底部设置有第二连接环103，第二连接环103连接有连接筒3，连接筒3包括第三连接环301和连接管体302，第三连接环301安装在连接管体302上端，第三连接环301与第二连接环103螺栓连接。通过第三连接环301与第二连接环103螺栓连接将连接筒3与外半球1底部连接，将内半球2内部与连接筒3连通，通过连接筒3的连接管体302与下降管12连通，可采用在连接管体302上设置外螺纹，下降管12内设置内螺纹的方式进行螺纹连接，也可选用其他管道连接方式，通过设置额外的连接筒3便于安装，而且在部分结构损坏时，便于单独拆卸更换。

实施例2：

如图1-12所示，一种汽包，包括汽包罐体10，汽包罐体10底部安装有若干个上升管11和下降管12，上升管11上端、下降管12上端分别与伸入汽包罐体10内部，汽包罐体10上安装有给水接口13和排污阀14，汽包罐体10顶部设置有蒸汽出口15，其特征在于：下降管12上端与实施例1的汽包用防涡流构件底部连接，汽包用防涡流构件底部连接位于汽包罐体10内。

当锅炉内产生的汽水混合物通过上升管11进入汽包罐体10中，汽包罐体10内为高温高压的状态，饱和水在压强作用下通过下降管12进入到锅炉内进行换热，参考图10-11所示，通过安装实施例1的汽包用防涡流构件在下降管上端，则饱和水先通过外半球1上分布的第一通孔101进行分流，然后穿过下方的内半球2的第二通孔201进入内半球2内部，再流入下降管12内部通过下降管12流入锅炉内，采用双层的外半球1、内半球2进行开孔分流，能够防止涡流现象在汽包罐体10中产生，防止汽包罐体10内部的液面产生扰动，防止产生涡流将杂物随着水流带入到锅炉内影响换热效率及使用好寿命。

更进一步地实施例中，参考图10所示，汽包罐体10上安装有水位表16，更好的随时检测汽包罐体10内水位情况。

更进一步地实施例中，参考图10所示，汽包罐体10顶部设置有备用蒸汽出口17和安全阀18，确保产生的蒸汽能够安全可靠的输送出去。

实施例3：

如图1-12所示，一种废热锅炉，包括锅炉本体20，锅炉本体20一端安装有前烟箱21、另一端安装有后烟箱22，锅炉本体20内部设置有换热管，其特征在于：还包括权利要求8的汽包，汽包罐体10位于锅炉本体20上方，上升管11和下降管12的下端分别与锅炉本体20连通。

高温烟气通过前烟箱21进入到锅炉本体20管程中，与锅炉本体20的饱和水进行热量交换，交换热量之后的烟气通过后烟箱22进入下一工序，当锅炉本体20内产生的汽水混合物通过上升管11进入汽包罐体10中，汽包罐体10内为高温高压的状态，饱和水在压强作用下通过下降管12进入到锅炉内进行换热，参考图10-11所示，通过安装实施例1的汽包用防涡流构件在下降管上端，则饱和水先通过外半球1上分布的第一通孔101进行分流，然后穿过下方的内半球2的第二通孔201进入内半球2内部，再流入下降管12内部通过下降管12流入锅炉内，采用双层的外半球1、内半球2进行开孔分流，能够防止涡流现象在汽包罐体10中产生，防止汽包罐体10内部的液面产生扰动，防止产生涡流将杂物随着水流带入到锅炉内影响换热效率及使用好寿命。

更进一步地实施例中，参考图12所示，上升管11上端位于汽包罐体10底部中间位置，上升管11下端位于锅炉本体20顶部中间位置，上升管11两侧分别设置一个下降管12。

更进一步地实施例中，参考图10所示，由四根上升管11和八根下降管12支撑，每根上升管4都一端焊接在汽包罐体10内接口上，一端焊接在锅炉本体20的接口上，其中从左往右数第一、二根上升管11距离为920～970mm，第二、三根上升管11距离为1400～1700mm，第三、四根上升管11距离为1700～2000mm之间，下降管12分别与之对应的布置在上升管11两侧；目的是由于因为高温烟气在刚进入锅炉本体20时，温度较高，第一、二根上升管4布置在靠近位置，能够将高质量余热蒸汽收集到汽包罐体10中。

其中，在汽包罐体10筒体前侧表面中间偏右位置设置有给水接口13，在给水接口13下方偏左200mm位置设置排污阀14，距排污阀14左方1200mm设置有加药管道，距排污阀14右方1450mm设置有紧急放水口。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。