一种容积式速热蒸汽发生器换热器的制作方法

2021-02-25 20:02:09|

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本实用新型涉及一种蒸汽发生器换热器，具体涉及一种容积式速热蒸汽发生器换热器，属于换热器设备技术领域。

背景技术：

目前燃气蒸汽发生器使用的换热器，无冷凝设计，在不外挂冷凝器的情况下，排烟温度一般在150度以上，烟气温度极高，造成大量热量被散失掉，缺乏有效降低排烟温度手段；

目前燃气蒸汽发生器使用的换热器，管路复杂，如模块式蒸汽发生器，多个换热器串联，对水质要求极高，很容易结垢堵塞；

目前燃气蒸汽发生器使用的换热器，存在干烧现象，如立式水管结构，有危险隐患，使用寿命短；

目前燃气蒸汽发生器使用的换热器，水容量难以控制在30l以内，如容积式火管结构，受限于水容量，换热面积小，单台功率小，不符合免检要求。

随着国家对节能环保力度不断加强，以及人们对安全、便捷和高性价比的追求，蒸汽发生器换热器必然向集众多优点于一体的方向发展。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足，提供一种能量利用率高、防止堵塞、安全的容积式速热蒸汽发生器换热器。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：一种容积式速热蒸汽发生器换热器，包括横向设置的筒体，筒体内由内到外依次设置有燃烧单元和换热单元，筒体的上方设置有蒸汽存储检测单元，燃烧单元上连接有燃料输送单元，燃烧单元包括与筒体同轴设置的金属纤维燃烧器，金属纤维燃烧器的外部间隔一定距离同轴套装有主燃烧筒，换热单元包括间隔一定距离套装在主燃烧筒外部的环形换热烟道。

作为优选的：环形换热烟道为由两个同轴设置的圆筒和前管板、后管板围成的密闭空间。

作为优选的：前管板、后管板之间设置多个换热翅片管。

作为优选的：换热翅片管的两端分别贯穿至前管板、后管板外壁上并与筒体内部连通。

作为优选的：主燃烧筒通过烟管与环形换热烟道连通。

作为优选的：环形换热烟道内底部设置有冷凝室，盖板上开设有与冷凝室连通的排烟口。

作为优选的：燃料输送单元包括将燃料输送至金属纤维燃烧器内的变频风机，变频风机上连接燃气比例阀。

作为优选的：蒸汽存储检测单元包括在筒体上设置的集气盒，集气盒与筒体连通。

作为优选的：集气盒上设置有用于检测集气盒内蒸汽压力的压力开关和安全阀。

本实用新型的有益效果：

主燃烧腔外壁全处于水中，充分进行有效换热，杜绝干烧，环形换热烟道内外壁均被水包覆进行换热，所有存在面均具有100%有效换热能力，主燃烧腔、环形换热烟道和环形换热烟道内设置的换热翅片管换热翅片管形成独特的水火交替包裹环形多重换热结构，大大提升换热效率降低烟温，水火交替包裹环形多重换热结构使烟气自上而下流动，高温烟气经过充分换热以后到达冷凝室，冷凝水可自上而下流动，最终低温烟气和冷凝水从排烟口排出。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型在实施例中的结构示意图；

图2为本实用新型在实施例中的剖视图；

图3为本实用新型在实施例中的剖视图；

图4为本实用新型在实施例中的剖视图；

图5为本实用新型在实施例中的剖视图；

图6为本实用新型在实施例中的剖视图。

图中：1-筒体；2-集气盒；3-安全阀；4-压力表；5-压力开关；6-压力变送器；7-蒸汽温度探头；8-导通管；9-水位计；10-变频风机；11-燃气比例阀；12-补水口；13-补水排污导通盒；14-金属纤维燃烧器；15-主燃烧筒；16-高温烟气出口；17-环形换热烟道；18-前管板；19-后管板；20-换热翅片管；21-冷凝室；22-排烟口；23-蒸汽出口；24-排污口；25-第一水管；26-第二水管；27-支腿；28-盖板；29-钢板；30-烟管；a-水区；b-烟气区；c-烟气走向。

具体实施方式

实施例，如图1-6所示，一种容积式速热蒸汽发生器换热器，包括横向设置的筒体1，筒体1的一端为封闭端，另一端通过盖板28封装，筒体1内由内到外依次设置有燃烧单元和换热单元，筒体1的上方设置有蒸汽存储检测单元，燃烧单元上连接有燃料输送单元。

为了提高盖板28与筒体1一端的密封性，盖板28上靠近边缘的位置环形阵列有多个通孔，筒体1的外侧靠近一端的位置固定安装有环形的凸起，该凸起上也环形阵列有多个通孔，筒体1上的每个通孔与盖板28上的通孔对应设置，并穿设有螺栓，螺栓的一端通过螺母封装，同时在盖板28与筒体1接触的位置设置耐高温密封圈，以进一步提高密封性能。

为了使燃料在筒体1内进行燃烧，所以燃烧单元包括金属纤维燃烧器14，金属纤维燃烧器14与筒体1同轴设置。

为了使燃料能够喷出燃烧，所以在金属纤维燃烧器14上环形阵列有多个通孔。

由于筒体1内存储有换热介质（水），所以需要在筒体1内提供一个便于燃料燃烧的空间，所以在金属纤维燃烧器14的外部间隔一定距离同轴套装有主燃烧筒15。

为使金属纤维燃烧器14能够安装在主燃烧筒15内，所以主燃烧筒15的一端为封闭端，另一端开设有便于金属纤维燃烧器14进入的孔。

为了减少空间占用，将换热单元套装在主燃烧筒15外部，并位于主燃烧筒15与筒体1之间。

为了使换热介质能够吸收热烟气的能量，所以换热单元包括纵截面为环形的环形换热烟道17。

为了将烟气与换热介质隔离开，所以环形换热烟道17有两个同轴设置的圆筒和前管板18、后管板19围成的密闭空间，前管板18、后管板19用于封堵两个同轴设置的圆筒两侧。

为了使换热单元与主燃烧筒15间隔设置，所以在主燃烧筒15与环形换热烟道17上位于内部的圆筒之间环形阵列多个钢板29，多个钢板29之间间隔一定距离设置。

为了提高换热介质对烟气中能量的吸收，在前管板18、后管板19之间设置多个换热翅片管20，每个换热翅片管20的两端分别贯穿至前管板18、后管板19外壁上并与筒体1内部连通。

为了使具有能量的烟气从主燃烧筒15内进入环形换热烟道17内，在主燃烧筒15的上方设置烟管30，主燃烧筒15的上端开设有与烟管30连通的高温烟气出口16，烟管30的上端贯穿至环形换热烟道17的内圆筒上与环形换热烟道17连通。

为了使环形换热烟道17内的烟气排出，所以需要在环形换热烟道17内底部设置冷凝室21，冷凝室21的一端在前管板18上形成开口，盖板28上开设有扇形的排烟口22，排烟口22通过烟管道与管板18上的开口密封连接。

为了使燃料进入金属纤维燃烧器14，所以燃料输送单元包括将燃料输送至金属纤维燃烧器14内的变频风机10。

为了提高燃烧效率，在变频风机10上连接燃气比例阀11，以控制燃料与氧气的混合比例。

为了便于收集蒸汽，所以蒸汽存储检测单元包括在筒体1的上端设置集气盒2，集气盒2内为空腔，集气盒2的底部与筒体1上端连通。

为了实现超压保护和强制熄火，在集气盒2上方设置用于检测集气盒2内蒸汽压力的压力开关5，压力开关5与金属纤维燃烧器14连接，以控制金属纤维燃烧器14是否点火。

为了对蒸汽温度进行检测，所以在集气盒2上方设置蒸汽温度探头7，以便于获取蒸汽的温度。

为了便于对蒸汽进行排放或卸压，在集气盒2上设置蒸汽出口23，蒸汽出口23上设置有阀门。

为了提高安全性，实现强制自动卸压，在集气盒2上方设置安全阀3，安全阀3上连接有导通管8，导通管8上设置有压力表4和压力变送器6。

为了便于观看液位状态，所以在盖板28的一侧设置水位计9，水位计9的上端与导通管8的一端连通，水位计9的下端连通有第二水管26，第二水管26与水位计9连接的位置设置有补水口12，补水口12上设置有阀门。

为了便于换热介质的进与出，在筒体1底部设置补水排污导通盒13，补水排污导通盒13上连通有第一水管25，第一水管25通过三通与第二水管26连通，第二水管26上设置有排污口24，该排污口24上设置有阀门。

为了便于整个装置的放置，在筒体1的两侧靠近底部的位置固定安装对称设置的支腿27。

筒体1内壁与环形换热烟道17之间和换热翅片管20内设置为水区a，环形换热烟道17和主燃烧筒15内设置为烟气区b，附图5中的箭头指向为烟气走向c。

工作原理：燃气和一定比例的空气完全混合后，在金属纤维燃烧器表面被点燃，在主燃烧筒（腔）内充分燃烧，产生的高温烟气首先经过主燃烧腔与外壁包裹的水进行一次换热，经过一次换热的高温烟气再经过高温烟气出口进入环形换热烟道，环形换热烟道内外壁均被水包覆进行换热，前管板和后管板外壁也全部同时与水进行换热，换热翅片管在环形换热烟道内起到阻挡烟气扰流的同时，管内壁也全部与水接触进行换热，烟气自上而下流动，高温烟气经过换热管后温度被降低到很低，并产生冷凝，释放烟气中的汽化潜热，热效率高达103%，烟气充分换热以后到达冷凝室，从排烟口排出。

本实用新型的主燃烧腔外壁全处于水中，充分进行有效换热，杜绝干烧，环形换热烟道内外壁均被水包覆进行换热，所有存在面均具有100%有效换热能力，环形换热烟道内设置有换热翅片管，呈环形交叉分布，翅片接触烟气，管内壁接触水进行降温换热，主燃烧腔、环形换热烟道和换热翅片管形成独特的水火交替包裹环形多重换热结构，大大提升换热效率降低烟温，水火交替包裹环形多重换热结构使烟气自上而下流动，高温烟气经过充分换热以后到达冷凝室，冷凝水可自上而下流动，最终低温烟气和冷凝水从排烟口排出。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型，因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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