一种管状模块组式燃气或燃油产蒸汽或饱和水循环加热装置的制作方法

本发明涉及蒸汽(饱和水)循环加热的能源加热设备技术领域，特别涉及一种管状模块组式燃气或燃油产蒸汽或饱和水循环加热装置。

背景技术：

传统燃气(油)蒸汽锅炉，只有一面的受热面被加热，受热面积有限，加热速率也受局限。蒸汽送到用热设备后，降温的蒸汽和凝结水混和物通过疏水器进行汽水分离后进行余热排放。存在蒸汽放空损失，凝结水在常压下温度降至100℃以下。如果回收这部分凝结水只能回收80℃左右的热水，只占供热热能的10％。总之，传统燃气(油)蒸汽锅炉所产生的蒸汽供热不能循环加热，存在余热排放的热能损失。传统燃气(油)蒸汽锅炉只能产生饱和水蒸汽，不能产生饱和水。传统燃气(油)蒸汽锅炉为静态加热，存在安全隐患，需单独建锅炉房，同供热设备保持一定距离，需要基建投资。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对现有燃气(油)蒸汽锅炉所存在的上述技术问题而提供一种管状模块组式燃气或燃油产蒸汽或饱和水循环加热装置，其蒸汽(饱和水)的循环加热，是预热加热和温差加热。没有余热排放损失，比传统燃气(油)蒸汽锅炉大幅度节能高达50％及以上。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种管状模块组式燃气或燃油产蒸汽或饱和水循环加热装置，包括：

一机体，所述机体内设置有一燃烧室、余热回收室并在所述机体上配置有燃油燃烧器或燃气燃烧器以及排烟口；

设置在所述机体内的燃烧室和余热回收室之间中的若干管状式模块和所述余热回收室内的余热回收器，若干管状式模块、余热回收器、储气缸或储饱和水缸、内循环泵、热交换器的管程通过连接管道相互连接形成一内循环加热结构；每一管状式模块内还通烟气和水；所述内循环加热结构产生的加热介质为100℃以上的饱和水；所述内循环加热结构通过供水泵以及连接管道连接第一供水箱；所述热交换器的壳程、外循环泵、用热设备通过连接管道相互连接形成一外循环加热结构，所述外循环加热结构产生的加热介质为100℃以上的饱和蒸汽或100℃以上的饱和水；所述外循环加热结构上还连接有一第二供水箱。

在本发明的一个优选实施例中，在所述内循环加热结构上设置有第一排空气口。

在本发明的一个优选实施例中，在所述蒸汽或饱和水外循环加热结构上设置有第二排空气口。

在本发明的一个优选实施例中，在所述热交换器的壳程中控制一定高度的液位，留有一定产生饱和蒸汽的空间，以产生饱和蒸汽。

在本发明的一个优选实施例中，每一管状式模块组由同轴的内管、中间套管和外套管组合而成，所述外套管的外壁和内管的内孔通烟气，所述内管的外壁与中间套管的内壁之间和所述中间套管的外壁与所述外套管的内壁之间通水。

在本发明的一个优选实施例中，在所述内管的外壁与中间套管的内壁之间设置有第一螺旋导流结构，在所述中间套管的外壁与所述外套管的内壁之间设置有第二螺旋导流结构。

在本发明的一个优选实施例中，所述内管的外壁与中间套管的内壁之间的容积小于0.03m³,所述中间套管的外壁与外套管的内壁之间的容积小于0.03m³；所述储气缸或储饱和水缸的容积小于0.03m³，所述连接管道的内径小于50mm，所述热交换器由若干内径小于150mm的热交换器器并联组成。

在本发明的一个优选实施例中，所述燃油燃烧器使用的燃料为柴油、甲醇、水或醇乳化柴油、富氧燃烧乳化重油中的一种或任意两种以上的混合。

在本发明的一个优选实施例中，所述燃气燃烧器使用的燃料为石油液化气、天然气、煤制气中的一种或任意两种以上的混合。

在本发明的一个优选实施例中，所述余热回收器位于所述若干管状式模块与所述排烟口之间。

在本发明的一个优选实施例中，所述内循环泵为磁力泵或柱塞泵。

在本发明的一个优选实施例中，当所述外循环加热结构产生的加热介质为100℃以上的饱和水时，所述外循环泵为磁力泵或柱塞泵。

在本发明的一个优选实施例中，当所述外循环加热结构产生的加热介质为100℃以上的饱和蒸汽时，所述外循环泵为单级低压冲动式汽轮机式蒸汽循环泵、单级低压中间再热式汽轮机式蒸汽循环泵、单级背压式汽轮机式蒸汽循环泵、蒸汽压缩机式蒸汽循环泵中的一种。

由于采用了如上的技术方案，本发明与现有燃气(油)蒸汽锅炉相比，具有如下优点：

一、受热装置为管状式模块组中的管状式模块由同轴的内管、中间套管和外套管组合而成，外套管的外壁和直径最小的内管走热烟气，受热面为外套管的外壁和内管的壁二面受热。受热面积比传统燃气(油)蒸汽锅炉的受热面积提高到200％。内管的外壁与中间套管的内壁之间、中间套管的外壁与外套管的内壁之间设置有螺旋导流结构，增加传热面积。使加热速率大幅度提高。

二、本发明既能产生饱和蒸汽又能产生饱和水。

三、本发明的蒸汽(饱和水)的循环加热，是预热加热和温差加热。没有余热排放损失，比传统燃气(油)蒸汽锅炉大幅度节能高达50％及以上。

四、本发明不属于“特种压力容器安全技术监察规程”(TSG21-2016)中的适用范围，非常安全，不用单独设置锅炉房，节省了基建投资。自动化程度较高，可无人值守，节省了人力资源成本。

附图说明

图1为本发明管状模块组式燃气或燃油产蒸汽或饱和水循环加热装置的示意图。

图2为本发明管状式模块的径向示意图。

图3为本发明管状式模块的轴向剖视图。

图4为本发明第一螺旋导流结构和第二螺旋导流结构展开示意图。

具体实施方式

参见图1，图中给出的管状模块组式燃气或燃油产蒸汽或饱和水循环加热装置，包括一机体100，机体100内设置有一燃烧室110、余热回收室130并在机体100上配置有燃油燃烧器或燃气燃烧器200以及排烟口120。

在机体100内的燃烧室110和余热回收室130之间设置有若干管状式模块310，在余热回收室130中设置有余热回收器320，若干管状式模块310、储气缸或储饱和水缸330、内循环泵340、热交换器350的管程通过连接管道相互连接形成一内循环加热结构；若干管状式模块310进行串并联，每一管状式模块310内还通烟气和水。

内循环加热结构产生的加热介质为100℃以上的饱和水；另外内循环加热结构通过供水泵410以及连接管道连接一供水箱420。余热回收器320位于若干管状式模块310与排烟口120之间。

热交换器350的壳程、外循环泵360、用热设备370通过连接管道相互连接形成一外循环加热结构，外循环加热结构产生的加热介质为100℃以上的饱和蒸汽或100℃以上的饱和水；外循环加热结构上还连接有一供水箱430。

在内循环加热结构上设置有排空气口380，在蒸汽或饱和水外循环加热结构上设置有排空气口390。在热交换器350的壳程中控制一定液位高度，留有一定产生饱和蒸汽的空间，以产生饱和蒸汽。

参见图2至图4，每一管状式模块310由同轴的内管311、中间套管312和外套管313组合而成，内管311的内孔通烟气，内管311的外壁与中间套管312的内壁之间和中间套管312的外壁与外套管313的内壁之间通水。在内管311的外壁与中间套管312的内壁之间设置有螺旋导流结构314，在中间套管312的外壁与外套管313的内壁之间设置有螺旋导流结构315。

内管311的外壁与中间套管312的内壁之间的容积小于0.03m³,中间套管312的外壁与外套管313的内壁之间的容积小于0.03m³；外套管313的内径小于150mm。

储气缸或储饱和水缸330单个的容积小于0.03m³，2个或2个以上并联使用。连接管道的内径小于50mm，热交换器350由若干内径小于150mm的热交换器器并联组成。

本发明的燃油燃烧器使用的燃料为柴油、甲醇、水或醇乳化柴油、富氧燃烧乳化重油中的一种或任意两种以上的混合。燃气燃烧器使用的燃料为石油液化气、天然气、煤制气中的一种或任意两种以上的混合。

本发明的内循环泵340为磁力泵或柱塞泵。当外循环加热结构产生的加热介质为100℃以上的饱和水时，外循环泵360为磁力泵或柱塞泵。当外循环加热结构产生的加热介质为100℃以上的饱和蒸汽时，外循环泵360为单级低压冲动式汽轮机式蒸汽循环泵、单级低压中间再热式汽轮机式蒸汽循环泵、单级背压式汽轮机式蒸汽循环泵、蒸汽压缩机式蒸汽循环泵中的一种。

本发明可以通过调整管状模块组310中的单元管状模块数量,来调整产蒸汽(饱和水)数量。

本发明的工作原理如下：首先开启供水泵410，向若干管状式模块310中的内管311的外壁与中间套管312的内壁之间和中间套管312的外壁与外套管313的内壁之间、余热回收器320、储气缸或储饱和水缸330、内循环泵340、热交换器350的管程充满水，同时开启排空气口380排尽内循环加热结构中的空气，形成密闭的内循环加热结构。

再开启供水箱430上的供水阀，向热交换器350的壳程、用热设备370的夹层或盘管或列管以及外循环泵360充满水，同时开启排空气口380排尽外循环加热结构中的空气，形成密闭的外循环加热结构。如果在热交换器350的壳程中控制一定高度的液位，留有一定产生饱和蒸汽的空间，以产生饱和蒸汽。

启动燃油燃烧器或燃气燃烧器200，加热内循环加热结构中的水，直至形成100℃以上的饱和水，100℃以上的饱和水循环至热交换器350的管程与壳程中的水进行热交换，将热交换器350壳程中的水加热至100℃以上的饱和水或100℃以上的饱和蒸汽，100℃以上的饱和水或100℃以上的饱和蒸汽通过外循环泵360送至用热设备370的夹层或盘管或列管并循环加热，不再通过疏水器进行汽水分离式的余热排放。

本发明采用10个管状式模块310串、并联来调整产饱和水产量为0.25t/h。内管311的外壁与中间套管312的内壁之间的容积同中间套管312的外壁与外套管313的内壁之间的容积之和为0.025m³，外套管313的内径为148mm。

储气缸或储饱和水缸330为0.025m³两台并联，连接管道的内径为48mm，热交换器350为内直径148mm长6m的热交换器6台组合并联。燃气燃烧器200所用燃料为天然气，内循环泵340和外循环泵360都采用耐高温的柱塞泵。