专利名称：旅客列车热管式连续供水茶炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种供水茶炉是对现有旅客列车茶炉的改进。
目前，客车应用的茶炉系铁道部1960年批准，1961年统一实施的设备，其结构为立式、固定炉排、手烧、燃煤茶炉。有排烟温度高、烟筒烧损腐蚀严重、热效率低(仅达20～30％)、茶炉容量小、供水不足、供水方式间断等缺点。当旅客过量放水或茶炉上水不及时，造成茶炉无水干烧，导致客车火灾事故，危及行车及旅客安全。
本实用新型发明的目的在于克服现旅客列车茶炉的上述缺点，提供一种热效率高、安全可靠、连续供应开水的列车茶炉，解决近年来客流量超员、饮水量严重短缺的问题，更好的实施“铁路法”。
本实用新型的技术方案是这样实现的一种旅客列车热管式连续供水茶炉为立式、固定炉排、手烧、燃煤茶炉，其特殊之处在于在原旅客列车茶炉壳封顶上加装相变热管换热器，该换热器是把几个热管安装在由内壁和外壁构成的中空容器中，两壁之间为水腔，水腔内壁空间为烟道。热管与内壁成α角穿过水腔内壁，同时伸展在烟道和水腔中；换热器的顶部装有开水管与双相控制阀相接；底部装有两根循环水管分别与锅筒上、下层相通；换热器装有上、下法兰盘，分别与茶炉的烟筒和炉体相接。
技术方案中的热管为重力式热管。采用无缝低碳钢管、内腔抽真空，並注入适量的传热工质焊封而成。水腔内壁直径为φ150～φ450mm；热管与水腔内壁夹角α为30°～87°；换热器中安装热管数n为30～45根；双相控制阀与冷、热(开水)管相接，同时控制上水(冷水)和出水(开水)。
本实用新型与现有技术相比其优点是供水能力比原茶炉提高一倍左右，节煤达50％，即节省能源，又减少污染物排放量，便于操作，可减轻茶炉工劳动强度，改造投资少，工艺简单、易于实施、维修方便。
现结合附图详细描述本实用新型最佳实施例
图1为相变热管换热器结构示意图图2为加装相变热管换热器后的旅客列车茶炉结构示意图图中〔1〕下接管〔2〕下缩径〔3〕热管〔4〕垫片〔5〕筒体法兰〔6〕下接管法兰〔7〕烟道〔8〕水管〔9〕上接管法兰〔10〕螺栓〔11〕上烟道法兰〔12〕垫圈〔13〕垫圈〔14〕法兰〔15〕上封头连接筒体〔16〕上椭球封头〔17〕上缩径〔18〕出水管〔19〕筒体〔20〕螺栓、螺母、垫圈〔21〕下封头法兰〔22〕进水管〔23〕下封头〔24〕螺栓、螺母、垫圈〔25〕垫圈〔26〕下烟道法兰〔27〕上接管〔28〕加药及外补水口〔29〕烟气出口〔30〕通大气管
〔31〕连通管〔32〕原茶炉水咀〔33〕茶炉本体〔34〕换热器水腔〔35〕原茶炉加药及外补水口〔36〕连通管〔37〕开水管〔38〕冷水管〔39〕双相控制阀〔40〕开水咀〔41〕冷水上水接口旅客列车热管式连续供水茶炉是对现有的茶炉进行改进，在茶炉壳封顶上方加装相变热管换热器等设备如
图1、2所示，热管换热器与茶炉本体靠法兰、螺纹联接，折装方便、容易恢复茶炉原样进厂检修。
相变热管换热器如
图1所示，由φ185毫米及φ500毫米的两园筒组成水腔〔34〕，36根0.2米长的热管与内壁成80°角穿过水腔内壁，同时伸展在烟道(热管受热段)和水腔中(热管散热段)。热管换热器的总换热面积为0.33平方米，比原茶炉增加了50％的受热面。充分利用烟气余热。
本实用新型采用了高效传热元件重力式热管〔3〕，它是将一根无缝低碳钢管，内腔抽成真空，並注入适量的传热工质焊封而成。在烟道〔7〕中，热管〔3〕受热段受热后，管内工质迅速汽化，蒸汽充到热管散热段，释放潜热给水腔水而冷凝，靠重力，冷凝水又回流到受热段受热，连续的质量循环，热管将烟气余热的热量传导给水腔的水。相变热管换热器水腔内壁代替了原茶炉的烟筒，靠水腔的冷却，使得壁面温度大大降低，避免了原茶炉由于高温烟气对烟筒的严重烧损和强烈氧化，而频繁检修。
本实用新型把开水管安装在炉顶相变热管换热器顶部，把冷水管安装在锅的底部，采用下注水、上出水结构。上出水(开水)是靠下部注入的冷水顶出。进、出水管通过了双相控制阀，可一阀两控，控制上水(冷水)和出水(开水)同步，使茶炉总保持恒定水位。这样，热管散热段全部浸在水中，散热充分，保证在700℃高温烟气气流中，热管内部工质温度不高，工作正常；杜绝茶炉无水干烧，避免茶炉事故。只须一个单程，可把冷水一次加热成开水，水的温度分布是自下而上逐渐升高，到出水口水温到达100℃。
旅客列车热管式连续供水茶炉工作过程如下1、充水列车水箱冷水经冷水上水管〔38〕、双相控制阀〔39〕、冷水上水接口〔41〕入锅，再经连通管〔31〕、〔36〕进入相变热管换热器水腔〔34〕，当水充满后，关闭双相控制阀〔39〕，点火加热。
2、加热加热靠原列车茶炉的受热面和新装设的相变热管换热器受热面两部份。在冷状态第一锅水加热过程中，由〔31〕、〔36〕作为上升、下降管将锅筒与换热器水腔〔34〕沟通，使锅水形成循环，直到锅水沸腾。
3、供水锅水沸腾后，锅水被用、冷水连续补充下的加热过程打开〔39〕，开水经开水管〔37〕及〔39〕，从开水咀〔40〕流出。同时，冷水靠列车水箱的高位，经〔38〕〔39〕〔41〕入锅。新流入的水团Q在原列车茶炉受热面部受热后，受浮升力及冷水不断流入的推力，逐渐上升，温度也逐渐提高，通过〔31〕〔36〕后，进入〔34〕，在相变热管换热器受热面部受热后，同样原因，水团Q继续上升，温度再提高，直到〔34〕的最顶部，温度可达到沸点。
权利要求1.一种旅客列车热管式连续供水茶炉，为立式固定炉排、手烧、燃煤茶炉，其特征在于在炉壳封顶上加装相变热管换热器，该换热器是把几个热管安装在由内壁和外壁构成的中空容器中，两壁之间为水腔，水腔内壁空间为烟道，热管与内壁成α角穿过水腔内壁，同时伸展在烟道和水腔中；换热器的顶部装有开水管与双相控制伐相接，底部装有两根循环水管分别与锅筒上、下层相通；换热器装有上、下法兰盘，分别与茶炉的烟筒和炉体相连接。
2.根据权利要求1所述的茶炉，其特征在于热管为重力式热管，采用无缝低碳钢管，内腔抽真空，並注入适量的传热工质焊封而成。
3.根据权利要求1所述的茶炉，其特征在于水腔内壁构成的烟道，其直径为φ150mm～φ450mm。
4.根据权利要求1所述的茶炉，其特征在于热管与水腔内壁的夹角α为30°～87℃。
5.根据权利要求1所述的茶炉，其特征在于换热器中的热管数n为30～45根。
6.根据权利要求1所述的茶炉，其特征在于采用出水口在顶部、入水口在底部及双相控制阀结构，双相控制阀与冷、热水管及开水咀相接，双相控制阀同时控制上水(冷水)和出水(开水)，使其同步，保持锅炉水位恒定。
专利摘要一种旅客列车热管式连续供水茶炉，是对现有旅客列车茶炉的改进。它在炉壳封顶上加装相变热管换热器，该换热器是把几个热管安装在由内壁和外壁构成的中空容器中，两壁之间为水腔，水腔内壁空间为烟道，热管与内壁成一个角度穿过水腔内壁，同时伸展到烟道和水腔中去，换热器的顶部装有开水管、底部装有两根循环水管分别与茶炉相通。主要优点是供水能力比原茶炉提高一倍左右，节煤50％，便于操作、减轻空气污染、防止茶炉烧干事故。
文档编号B61D27/00GK2119369SQ9220921
公开日1992年10月21日 申请日期1992年5月13日 优先权日1992年5月13日
发明者宋金田, 甘鹏利, 李骅, 王永江, 方治诚, 慕公伟 申请人:北京铁路局北京科学技术研究所, 石家庄铁路分局石家庄车辆段, 北京铁路局石家庄铁路分局, 北京铁路局综合处