一种高效循环冷凝锅炉的制作方法

本实用新型涉及锅炉技术领域，尤其是涉及一种高效循环冷凝锅炉。

背景技术：

目前燃气锅炉主要分为立式和卧式两种：卧式燃气锅炉虽然已经可以做到烟气冷凝回收，但是存在以下缺点：占地面积大，场地适应性差；水容积大，本体散热损失大，造成的实际运行效率低，产汽速度慢，启动损失大，进水需要热力除氧，排烟温度较高或者需要独立水循环系统，冷凝器的腐蚀严重，无法保证使用寿命，自控水平比较落后，目前的立式燃气锅炉存在以下缺点和不足：排烟温度高，热效率低。

授权公告号为cn105571132b的中国发明专利公开了一种立式自然一种高效循环冷凝锅炉，包括锅炉本体，锅炉本体包括炉膛和位于炉膛径向外侧的烟气腔，烟气腔的外圆周壁上设有烟气出口，烟气腔的内圆周壁上留有烟气入口，烟气出口和烟气入口之间偏转的角度大于90度，烟气腔的上下两端分别设有上环型集箱和下环型集箱；上环型集箱和下环型集箱之间，通过集中上升管束和集中下降管束连通，集中下降管束包括一圈沿着烟气腔圆周布置的集中下降管,集中上升管束包括两圈在集中下降管束径向内侧，沿着烟气腔的圆周同轴布置的集中上升管，集中上升管束的外圈和集中下降管束均留有正对烟气出口的，竖直设置的烟气排出间隙，集中上升管束的内圈设有正对烟气入口的，竖直设置的烟气进入间隙。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现有的锅炉生成蒸汽的时间较长，虽然通过减小锅炉内的循环水能缩短锅炉生成蒸汽的时间，但循环水减小后锅炉工作时的安全性会降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高效循环冷凝锅炉，其具有确保工作安全性较高的情况下缩短锅炉生成蒸汽时间的效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高效循环冷凝锅炉，包括沿竖直方向设置的锅炉壳体，所述锅炉壳体上端设置有空心圆环结构的下集箱，所述锅炉壳体下端设置有空心圆环结构的上集箱，所述上集箱上设置有燃烧器，所述燃烧器朝向下集箱的一端固设有位于锅炉壳体内的燃烧管，所述下集箱背向锅炉壳体的一端内壁固设有圆盘；

所述下集箱上固设有与下集箱和上集箱连通的换热管，所述换热管包括两端分别与下集箱和上集箱内腔连通的外管和位于外管内侧的内管，所述内管上连接有进水装置；

所述进水装置包括穿入上集箱上的进水接头，所述进水接头上连通有固定设置的单向阀，所述单向阀上连通有进水管，所述进水管侧面开设有进水孔；

所述外管包括两端分别与上集箱和下集箱内腔连通的下水管，所述下水管沿下集箱周向间隔均布的多个，相邻两个所述下水管之间焊接有外板，所述外管背向排烟接头的一侧设置有容纳烟气通过的外开口；

所述内管包括与下集箱和上集箱内腔连通的上水管，所述上水管沿下集箱周向间隔均布的多个，相邻两个所述上水管之间焊接有内板，所述内管朝向排烟接头的一侧设置有容纳烟气通过的内开口；

所述上集箱内腔靠近锅炉壳体的一端固设有环型的隔断板，所述隔断板位于外管所在圆环和内管所在圆环之间，所述隔断板背向锅炉壳体的一端固设有上隔环，所述上隔环上固设有汽水分离装置，所述汽水分离装置朝向锅炉壳体的表面为水室，所述汽水分离装置背向锅炉壳体的表面为汽室，所述上集箱内腔上方设置有汽水分离装置；

所述上集箱背向锅炉壳体的表面上固设有与上集箱内腔连通的蒸汽接头；

所述排烟接头上连接有冷凝装置，所述冷凝装置包括冷凝箱，所述冷凝箱内腔设置有的隔板，所述隔板与冷凝箱内腔底壁之间存在间隙，所述隔板将冷凝箱的内腔分隔成换热腔和管道腔，所述冷凝箱上固设有与排烟接头连接的进气接头，所述进气接头与换热腔内腔连通；

所述换热腔内设置有相对设置的两排主管，所述主管沿竖直方向设置，所述主管侧面固定有多个与主管内腔连通的热交换管，所述热交换管的两端分别与两排主管上相对的两个主管内腔连通，其中一排所述主管上固定有位于主管背向进气接头的一端且与其内腔连通的入水管，另一排所述主管上固定有位于主管靠近进气接头的一端且与其内腔连通的出水管，所述出水管与锅炉壳体上的进水接头通过管道连通。

通过采用上述技术方案，锅炉能快速生产蒸汽，产气时间段，预热费用较低；锅炉使用膜式水冷壁结构进行传热，传热效率高；锅炉结构紧凑，占地面积小；锅炉上下集箱大，保有水量多，锅炉在运行时安全性更高；锅炉采用上部给水，实现炉水的自然循环，且水量循环稳定，水位波动小；汽水分离装置能提高蒸汽的干燥度，向外输出干度较高的气体，冷凝装置的设置能提高锅炉废气的热量利用，同时提高进入锅炉内的水的温度，进一步缩短锅炉产气时间。

本实用新型进一步设置为：所述热交换管为翅片管。

通过采用上述技术方案，翅片管换热效率高，提高废气内的热量利用率。

本实用新型进一步设置为：所述冷凝箱的底壁上固定有与其内腔连通的排放管。

通过采用上述技术方案，排放管便于将冷凝箱内底壁水排出，便于冷凝箱的维护。

本实用新型进一步设置为：所述下集箱内铺设有将下集箱朝向锅炉壳体表面遮盖的隔热物质。

通过采用上述技术方案，隔热物质能对下集箱径向保护，提高下集箱的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：所述上集箱内设置有位于汽水隔离装置外侧的排污装置，所述排污装置包括固定于上集箱内的排污环管，所述排污环管位于上集箱有液态水的底部，所述排污环管侧面开设有排污进水孔，所述排污环管上固设有与其内腔连通的排污接管，所述排污接管远离排污环管的一端伸出上集箱。

通过采用上述技术方案，锅炉内的水，虽然杂质含量较小，但是仍存在部分铝镁离子，铝镁离子大部分位于上集箱存在的液化水的上部，排污环管能将锅炉内的部分含有铝镁离子含量较高的水排出，提高锅炉的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：所述上集箱背向锅炉壳体的表面上固设有与上集箱内腔连通的安全阀接头。

通过采用上述技术方案，当上集箱内的压力过大时，安全阀开启，安全阀接头的设置能提高锅炉使用的安全性。

本实用新型进一步设置为：所述外管上固设有位于排烟接头沿锅炉壳体周向两侧的两个挡烟板。

通过采用上述技术方案，挡烟板能限制外管外侧与锅炉壳体之间的气流流动，减少外管外侧与锅炉壳体之间的气流直接从排烟接头排出的气流，提高气流的换热效率。

本实用新型进一步设置为：所述上水管套设有保护套，所述保护套位于内开口处沿内管周向的两个上水管。

通过采用上述技术方案，内开口处的气流温度较大，保护套能对内开口处的两个上水管进行保护。

本实用新型进一步设置为：所述排放管远离冷凝箱的一端外侧设置有处理箱，所述处理箱内设置有液面位于排放管端口上方的水。

通过采用上述技术方案，处理箱既能阻挡冷凝箱的废气从排放管排出，同时能对排放管内排出的废液进行收集。

综上所述，本实用新型的有益效果为：

1、锅炉能快速生产蒸汽，产气时间段，预热费用较低；锅炉使用膜式水冷壁结构进行传热，传热效率高；锅炉结构紧凑，占地面积小；锅炉上下集箱大，保有水量多，锅炉在运行时安全性更高；锅炉采用上部给水，实现炉水的自然循环，且水量循环稳定，水位波动小；汽水分离装置能提高蒸汽的干燥度，向外输出干度较高的气体，冷凝装置的设置能提高锅炉废气的热量利用，同时提高进入锅炉内的水的温度，进一步缩短锅炉产气时间。

附图说明

图1是实施例的整体结构示意图；

图2是实施例的剖面结构示意图；

图3是图2中a-a处的剖面结构示意图；

图4是图2中b处的放大图；

图5是冷凝装置的内部结构示意图。

图中，1、锅炉壳体；11、排烟接头；12、燃烧器；121、燃烧管；13、排水接头；14、燃气管道；15、放压接头；16、蒸汽接头；17、安全阀接头；18、检修接头；19、排污装置；191、排污环管；1911、排污进水孔；192、排污接管；193、排污接头；2、下集箱；21、下拉杆；22、支撑座；23、圆盘；3、换热管；31、进水装置；311、进水接头；312、单向阀；313、进水管；314、连接杆；32、外管；321、下水管；322、外板；323、外开口；33、内管；331、上水管；332、内板；333、内开口；34、挡烟板；35、保护套；4、上集箱；41、上拉杆；42、汽水分离装置；43、汽水隔离装置；44、隔断板；45、连接环；46、外接环；47、上隔环；5、冷凝装置；51、冷凝箱；52、进气接头；53、隔板；531、下板；532、上板；54、主管；55、换热管；56、入水管；561、单向阀；57、出水管；58、排放管；59、处理箱；61、下接头；62、上接头。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一

参照图1和图2，为本实用新型公开了一种高效循环冷凝锅炉，包括锅炉壳体1，锅炉壳体1为圆管型的壳体结构，锅炉壳体1的内腔直径为1230毫米，锅炉壳体1的壁厚为4毫米，锅炉壳体1的轴线沿竖直方向设置，锅炉壳体1侧面穿设有焊接于锅炉壳体1且与锅炉壳体1内腔连通的排烟接头11，排烟接头11位于锅炉壳体1靠近上端的部分。

参照图2，锅炉壳体1朝向地面的一端设置有下集箱2，下集箱2为内腔中空的圆环，下集箱2背向锅炉壳体1的一端固设有位于下集箱2内壁上的圆盘23，锅炉壳体1背向下集箱2的一端设置有上集箱4，下集箱2为内腔中空的圆环。

参照图2，下集箱2为圆环型集箱，下集箱2中间为封闭的空腔，下集箱2背向锅炉壳体1的端面上焊接有支撑座22，支撑座22沿下集箱2周向均布有四个。

参照图2和图3，下集箱2上固设有与下集箱2连通的换热管553，换热管553包括穿设于下集箱2朝向锅炉壳体1的端面上且与下集箱2焊接固定的外管32和内管33。外管32的整体形状为环型，外管32背向排烟接头11的一侧设置有容纳烟气通过的外开口323。内管33位于外管32内侧，内管33的整体形状为环型，内管33朝向排烟接头11的一侧设置有容纳烟气通过的内开口333。内管33内侧燃烧后的烟气经过内开口333进入内管33和外管32之间，内管33和外管32之间的烟气经外开口323进入外管32与锅炉壳体1之间，外管32与锅炉壳体1之间的烟气进入排烟接头11。

参照图2和图3，外管32位于锅炉壳体1所围成的圆环空腔内，外管32包括两端分别与上集箱4和下集箱2内腔连通的下水管321，下水管321为中径为60毫米，壁厚为3.5毫米的导热管，下水管321沿下集箱2周向间隔均布的多个，下水管321的轴线位于直径为1130毫米的圆柱的侧面，相邻两个下水管321之间焊接有外板322，外板322位于两个下水管321侧面之间且外板322沿下水管321长度方向的两端分别焊接于下集箱2和上集箱4相对的两个端面上，外板322为厚度为5毫米的长条形板。外管32外侧焊接有焊接于外板322上的挡烟板34，挡烟板34设置有分别位于排烟接头11沿锅炉壳体1周向的两侧。

参照图2和图3，内管33包括位于外管32所围成的圆环空腔内的多个上水管331，上水管331为中径为60毫米，壁厚为3.5毫米的导热管，上水管331焊接于下集箱2和上集箱4且与下集箱2和上集箱4内腔连通，上水管331沿下集箱2周向均布有多个，下水管321的轴线位于直径为950毫米的圆柱的侧面，相邻两个上水管331之间焊接有内板332，内板332位于两个上水管331的侧面之间且内板332沿上水管331长度方向的两端分别焊接于下集箱2和上集箱4相对的两个端面上，内板332为厚度为5毫米的长条形板。位于内开口333处沿内管33周向的两个上水管331外套设有保护套35，保护套35使用耐高温的镍基合金管制成。

参照图2，下集箱2上穿设有轴线沿竖直方向设置的下拉杆21，下拉杆21沿下集箱2周向均布有多个，下拉杆21所在圆环的外径小于上水管331所在圆环的内径。

参照图2，上集箱4上穿设有轴线沿竖直方向设置的上拉杆41，上拉杆41沿下集箱2周向均布有多个，上拉杆41所在圆环的外径等于下拉杆21所在圆环的外径。

参照图2，下集箱2一侧固定有与下集箱2内腔连通的下接头61，上集箱4一侧固定有与上集箱4内腔连通的上接头62，上接头62和下接头61之间连通有水位计，实现对上集箱4内水位的监控。

参照图2，上集箱4一侧固设有与上集箱4内腔连通的检修接头18。

参照图2，上集箱4背向锅炉壳体1的表面上固设有与上集箱4内腔连通的安全阀接头17，安全阀接头17上连接有安全阀，当上集箱4内的压力过大时，安全阀开启。

参照图2和图4，上集箱4内腔靠近锅炉壳体1的一端固设有环型的隔断板44，隔断板44位于外管32所在圆环和内管33所在圆环之间，隔断板44背向锅炉壳体1的一端焊接有连接环45，连接环45的外径大于上集箱4的内径，连接环45的外径等于隔断板44的外径。连接环45上背向隔断板44的表面固设有外接环46，外接环46的外径大于隔断板44的外径且内径大于连接环45的内径。外接环46背向连接环45的表面焊接有上隔环47，上隔环47的外径小于隔断板44的外径且大于外接环46的内径。上隔环47、外接环46、连接环45、隔断板44与上集箱4同轴。

参照图2和图4，外接环46外侧固定有进水装置31，进水装置31包括穿过上集箱4上的进水接头311，进水接头311位于上集箱4外侧的一端固设有法兰接头，进水接头311位于上集箱4内腔的一端固定有与进水接头311内腔连通的单向阀312，单向阀312上固定有与单向阀312出口端连通的进水管313，进水管313侧面焊接于外接环46朝向锅炉壳体1的表面，进水管313侧面开设有多个进水孔。进水管313侧面焊接有连接杆314，连接杆314的外侧面与上集箱4的内侧面焊接固定。

参照图2和图4，上集箱4内腔固设有汽水隔离装置43，汽水隔离装置43包括固定于上隔环47上的隔离板，隔离板的外径等于上隔环47的外径，隔离板的内侧面固定于上集箱4的内壁的。

参照图2和图4，进水接头311的水经单向阀312进入进水管313，进水管313内的水进入上集箱4的空腔内，水继续流入外管32，外管32内的水进入下集箱2，下集箱2内的水经过内管33进入隔断板44、连接环45、上隔环47、汽水隔离装置43所围成的空腔，蒸汽经过汽水隔离装置43进入上集箱4内汽水隔离装置43背向锅炉壳体1的上表面，汽水隔离装置43的背向锅炉壳体1的表面上方为气室，汽水隔离装置43朝向锅炉壳体1的表面下方为水室。

参照图2和图4，汽水隔离装置43外侧设置有排污装置19，排污装置19包括焊接于上隔环47上的排污环管191，排污环管191的横截面为圆环形状，排污环管191背向锅炉壳体1的侧面开设有排污进水孔1911，排污进水孔1911沿排污环管191周线方向间隔设置有多个。排污环管191上焊接有与其内腔连通的排污接管192，排污接管192伸出上集箱4，排污接管192伸出上集箱4的一端焊接有法兰接头。

参照图2，上集箱4背向锅炉壳体1的表面上固设有与上集箱4内腔连通的蒸汽接头16，上集箱4内的热气体经过蒸汽接头16排出上集箱4输送到与蒸汽接头16连接的管道内。

参照图2，上集箱4内腔上方设置有汽水分离装置42，汽水分离装置42能将上集箱4内的水与蒸汽分离，使进入蒸汽接头16内的热气体水分含量降低，蒸汽干燥度高。

参照图2，上集箱4内侧设置有燃烧器12，燃烧器12朝向锅炉壳体1的一端设置有燃烧管121，燃烧管121侧面开设有若干燃烧口，下集箱2内铺设有将下集箱2朝向锅炉壳体1表面遮盖的隔热物质。

参照图2，锅炉壳体1侧面焊接有中心线与锅炉壳体1朝向下集箱2的表面平齐的排水接头13，排水接头13一端与锅炉壳体1内腔连通，排水接头13的另一端伸出锅炉壳体1且低于锅炉壳体1底壁。

参照图2，上集箱4背向锅炉壳体1的表面固设有与上集箱4内腔连通的放压接头15。

参照图5，排烟接头11上连接的冷凝装置5，冷凝装置5包括设置于地面的冷凝箱51，冷凝箱51为方形壳体。冷凝箱51上焊接有进气接头52，进气接头52一端与冷凝箱51内腔连通，进气接头52的另一端位于冷凝箱51外且通过法兰与排烟接头11连接。

参照图5，冷凝箱51内腔设置有的隔板53，隔板53将冷凝箱51的内腔分隔成换热腔和管道腔，隔板53包括沿竖直方向设置的下板531，下板531下表面与冷凝箱51底壁之间存在一定间隙，下板531上表面上一体设置有位于冷凝箱51顶壁上的上板532。进气接头52与换热腔内腔连通。换热腔内设置有相对设置的两排主管54，主管54沿竖直方向设置，主管54侧面固定有多个与主管54内腔连通的热交换管55，热交换管55的两端分别与两排主管54上相对的两个主管54内腔连通，热交换管55为翅片管，热交换管55为硅镁铝合金管。其中一排主管54上固定有位于主管54背向进气接头52的一端且与其内腔连通的入水管56，另一排主管54上固定有位于主管54靠近进气接头52的一端且与其内腔连通的出水管57。入水管56上连通有外单向阀561。出水管57与锅炉壳体1上的进水接头311通过管道连通，从而提高进入进水管313内的水的温度。

参照图1和图5，冷凝箱51的底壁上固定有与其内腔连通的排放管58。排放管58伸出冷凝箱51内腔的一端的开口朝下且低于冷凝箱51的底壁，排放管58远离冷凝箱51的一端外侧设置有处理箱59，处理箱59内设置有液面位于排放管58端口上方的水。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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